四川大学李光宪教授/牛艳华教授Macromolecules：聚离子液体在离子液体/二甲基甲酰胺溶液中的标度关系与流变行为研究

主要观点总结

本文研究了聚离子液体（PILs）在离子液体（ILs）和混合溶剂（如二甲基甲酰胺（DMF））中的分子链构象转变及动力学行为。通过可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合，合成了一系列聚离子液体，并系统研究了盐浓度对聚离子液体构象和动力学参数的影响。研究发现，聚离子液体的流体力学半径和增比粘度随盐浓度变化呈现两种不同规律，符合最新理论模型。此外，通过计算机模拟量化了不同盐浓度下的Flory−Huggins相互作用参数及PIL分子链动力学参数。

关键观点总结

关键观点1: 聚离子液体与外加盐的复杂库仑作用对分子构象转变及动力学行为的影响

聚离子液体作为一类特殊的聚电解质，其阴/阳离子结构与常规聚电解质不同，与外加盐（特别是离子液体ILs）的复杂库仑作用对其分子构象转变及动力学行为具有显著影响。

关键观点2: 聚电解质分子链构象的转变

在无外加盐溶液中，聚电解质分子链呈“棒状”构象，当外加盐浓度逐渐增大时，其分子链逐渐转变为“无规自避行走”构象。

关键观点3: 聚离子液体的合成与研究

通过可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合，精准合成了一系列聚离子液体，并研究了不同盐浓度对聚离子液体构象和动力学参数的影响。

关键观点4: 流体力学半径和增比粘度的变化

聚离子液体的流体力学半径和增比粘度随盐浓度变化呈现两种不同规律，低盐浓度时随盐浓度增大分子链塌缩，高盐浓度时分子链重新扩张。

关键观点5: 计算机模拟在聚离子液体研究中的应用

通过计算机模拟量化了不同盐浓度下的Flory−Huggins相互作用参数及PIL分子链动力学参数，与流变及光散射研究结果相对应。

文章预览

聚离子液体（PILs）作为一类特殊的聚电解质，拥有较常规聚电解质更大体积的阴/阳离子结构，而溶液体系中PILs与外加盐（特别是离子液体ILs）的复杂库仑作用对其分子构象转变及动力学行为具有显著影响并已成为研究热点。大量研究表明，在无外加盐溶液中，聚电解质分子链在小于相关长度尺度上呈“棒状”构象；而当外加盐浓度逐渐增大，聚电解质离子间库仑斥力逐渐被屏蔽，其分子链逐渐转变为“无规自避行走”构象，对应屏蔽长度与相关长度逐渐减小。经典的Debye−Hückel理论可用于高效描述该体系中聚电解质分子构象及动力学行为，然而其忽略了长程复杂相互作用，因此该理论并不适用于高盐浓度体系。最新研究发现，在一些特定聚电解质/盐溶液体系中，屏蔽长度并不随盐浓度增大而单调减小，而是在高盐浓度时反常增大，该现象被称 ………………………………