多元化聚电解质在水溶液中的流变行为特征
软凝聚态物质
2026-01-30 v1
摘要
NaCl 水溶液中多元化聚阳离子和聚阴离子的溶液粘度：HSAB 引导的流变学 测量了 poly(3-丙烯酰氨基丙基三甲基氨onium 氯化物 (PAPTMAC-Cl, M ~ 7.8 kDa) 和聚苯磺酸钠 (PSS-Na, M ~ 75.6 kDa) 在 25℃下的零剪切粘度，范围覆盖广泛的盐浓度。 extrapolate 到零聚合物浓度后，得到聚阳离子的本征粘度为 4460 mL g⁻¹，约为其阴离子的三倍，尽管其摩尔质量仅为阴离子的十分之一。在低盐浓度下，聚合物浓度 c 作为聚合物剪切重叠参数 S 的函数，PAPTMAC-Cl 显示出显著的极大值，而 PSS-Na 显示出明确的拐点。随着 NaCl 浓度增加，两条曲线变得线性，表明系统已进入支配溶质的流变行为支配 regime。聚阳离子的交叉浓度 (S_crov) 系统性地大于阴离子的。通过应用 Pearson 的硬-软酸-碱 (HSAB) 概念，我们发现所观察到的差异并非简单源于相反的聚合物电荷，而是源于特定的离子对：PAPTMAC 的软性 NR4⁺ 基团与硬 Cl⁻ 配对，而 PSS-Na 的硬 RSO3⁻ 单元与硬 Na⁺ 相互作用。这一洞见表明，通过选择合适的硬度/软度的反离子，可有意地调节聚电解质溶液的流变响应。
引用
@article{arxiv.2601.21485,
title = {Features distinguishing the flow behavior of polyelectrolytes with opposite charges in aqueous solutions},
author = {Suresha P. Ranganath and Manohar V. Badiger and Bernhard A. Wolf},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.21485},
year = {2026}
}
备注
32 pages, 13 figures