高分子單鏈構(gòu)象轉(zhuǎn)變是整個(gè)高分子科學(xué)的核心，幾乎所有的高分子材料的物理性質(zhì)都是高分子鏈構(gòu)象的體現(xiàn)。在單組分溶劑中，高分子單鏈構(gòu)象轉(zhuǎn)變研究的比較清楚。而在多組分體系中，由于體系復(fù)雜，相互作用參數(shù)多，人們對(duì)多組分下的單鏈構(gòu)象轉(zhuǎn)變還不是十分清楚；另一方面，許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都與多組分體系下的單鏈構(gòu)象轉(zhuǎn)變相關(guān)，如DNA、蛋白的沉降、聚合物的結(jié)晶以及凝膠網(wǎng)絡(luò)的榻縮。因此多組分體系下單鏈構(gòu)象轉(zhuǎn)變的研究不論是在理論模型上還是在實(shí)際應(yīng)用中都具有重要的意義。
圖1：混合溶劑中兩步的線團(tuán)到小球轉(zhuǎn)變。
，而高分子溶劑中的轉(zhuǎn)變點(diǎn)為
，因此在同種化學(xué)組分的小分子與高分子的混合溶劑中，單鏈的線團(tuán)到小球轉(zhuǎn)變可以分為兩步；低的轉(zhuǎn)變點(diǎn)是由高分子溶劑引起的，而由小分子溶劑引起的轉(zhuǎn)變會(huì)是一個(gè)更高的χtr。基于以上的理論分析，首先利用自洽場(chǎng)理論，計(jì)算多組分體系中單鏈核心濃度隨著χ的變化，如圖2所示，而根據(jù)核心濃度的斜率變化，可以看到有兩個(gè)地方核心濃度發(fā)生突變，也預(yù)示著兩步的線團(tuán)到小球轉(zhuǎn)變。
圖2.核心濃度隨混合溶液中高分子溶劑濃度比例χp的變化。
，而這個(gè)結(jié)論也被數(shù)值的自洽場(chǎng)理論所證實(shí)（圖3，4）。對(duì)于高的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，是有小分子溶劑所因此的，轉(zhuǎn)變點(diǎn)表達(dá)式為
，這也被數(shù)值計(jì)算所證實(shí)。
圖4 短鏈溶劑條件下，高分子溶劑鏈長(zhǎng)以及聚合物溶質(zhì)鏈長(zhǎng)對(duì)轉(zhuǎn)變點(diǎn)的影響。
（圖5，6）。而為了解釋長(zhǎng)鏈中的行為，作者發(fā)展了多組分體系下的強(qiáng)分凝理論，得到了多組分體系下界面能與溶劑組分及鏈長(zhǎng)的關(guān)系，這些解析的理論也完美的驗(yàn)證的數(shù)值計(jì)算結(jié)果。
圖6. 長(zhǎng)鏈溶劑條件下，高分子溶劑鏈長(zhǎng)以及聚合物溶質(zhì)鏈長(zhǎng)對(duì)轉(zhuǎn)變點(diǎn)的影響。
，并且這個(gè)χ具有明確的物理含義——溶劑鏈所占據(jù)的體積與溶質(zhì)鏈溶脹下體積的比值。通過(guò)這個(gè)標(biāo)度參數(shù)，做相應(yīng)的約化，圖3-6可以很好的統(tǒng)一起來(lái)，得到普適的轉(zhuǎn)變點(diǎn)與鏈長(zhǎng)的依賴關(guān)系（如圖7所示）。除此之外，高分子小球的其他性質(zhì)，如鏈的密度分布及核心濃度也表現(xiàn)出普適的依賴關(guān)系。
圖7. 轉(zhuǎn)變點(diǎn)處統(tǒng)一的標(biāo)度關(guān)系。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c02284
