聚苯乙烯粒子悬浮系的介电弛豫谱解析

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本文研究了5种浓度6种电解质、共计30种溶液中,聚苯乙烯(PS)胶体粒子悬浊系的介电弛豫谱,发现在40Hz~110MHz的频率范围内出现了两个明显的弛豫。通过建立的介电模型,对低、高频两个弛豫的弛豫机制进行了理论分析,结果表明,kHz频域出现的弛豫是由于粒子附近双电层中对离子的扩散所致,MHz附近出现的弛豫是空间电荷在固/液界面的累积。 应用Hanai方法对高频的界面极化弛豫作了解析,计算出了体系内部的相参数(包括分散相的体积分数、介电常数和电导率,及连续相的电导率),获得了微球/溶液界面的电信息,并给出了合理解释。通过理论计算,验证了模型和方法的适当性。 尝试从电动力学的角度,结合所获得的体系内部相参数,挖掘出许多有关双电层性质随溶液性质变化的信息。结果表明,从介电解析得到的结果与双电层理论之预言恰好吻合,与以往经典的研究电动力学的方法相比,介电谱方法获得的信息更全面。 此外,为了保证测试样品中分散相分布的均一性,避免因发生二次团聚而造成体系的多尺寸分布,作者对样品的净化做了大量的摸索性试验。结果证明用透析法不仅能够除去原始乳液中的小分子杂质,而且能够确保其中粒子的分布稳定均一,实验现象明显且重现性良好。 另外,作者还对低频段(kHz以下)出现的电极极化现象进行了研究,结合已有的实验条件,对测量数据作了去极化校正。
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