光散射儀是研究高分子和膠體的有力工具,包括動態和靜態兩個部分。靜態光散射中,得到高聚物的重均分子量、回轉半徑等;動態光散射中,求得擴散系數和流體力學半徑等;將靜態與動態有機的結合,得到高分子的聚集與分散、吸附與解析以及高分子鏈的伸展與蜷縮等形態特征。
粒子的布朗運動導致光強的波動,微小粒子懸浮在液體中會無規則地運動,布朗運動的速度依賴于粒子的大小和介質粘度,粒子越小,介質粘度越小,布朗運動越快。
動態光散射又稱為準彈性光散射,主要原理為:聚合物高分子在溶液中進行布朗運動,入射光通過高分子鏈時發生散射,散射光產生多普勒位移,通過測定散射光頻率與入射光頻率之差,得到高分子布朗運動產生的平移擴散系數和旋轉擴散系數,擴散系數有濃度依賴和分子量依賴性,從而獲得分子尺寸。
采用動態光散射方法,可以研究不同濃度、不同礦化度聚合物溶液中水動力學半徑的變化規律。將高分子線團看作一個直徑為Dh的等效圓球,即假設高分子鏈團為微球模型。微球主體是一個結構獨立但相對松散的線團,這個線團在布朗運動中還會帶走一部分溶劑,微球中含有n個高分子鏈相互纏結在一起,密度比較大,周圍是溶劑化雙電子層,這個線團及周圍水化雙電層的尺寸即為高分子水動力學尺寸。
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