两亲性三嵌段共聚物PEO-PPO-PEO作为一种非常重要的大分子非离子型表面活性剂,因其易溶于水、低毒性和低合成成本及可控性,被广泛地应用于日常生活中。其水溶液在一定浓度和温度下将生成可逆的物理凝胶。由于该体系中基本相互作用的复杂性,使得其水溶液中的物理凝胶化行为及机理并未被清楚地揭示。此外,其分子组成的多样性和小分子量嵌段共聚物的加入都将对其凝胶化行为产生影响。因此,深入理解其水溶液的物理凝胶化过程及机理,找到它们的普适规律,无论对基础研究还是实际应用,都是相当必要和迫切的。　　 本论文主要通过流变(Rheology)、核磁共振(2H NMR)和同步辐射(SR)实验手段从多个方面探讨了PEO-PPO-PEO水溶液的物理凝胶化行为和机理。　　 1.PEO-PPO-PEO水溶液物理凝胶化行为的动态粘弹性研究:通过流变技术对不同浓度和不同分子组成的PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物水溶液体系的凝胶化行为进行了系统的研究。发现具有大的浓度、大的PPO百分含量和大的分子量的样品,都将促进其凝胶化在低温形成。此外,对于F68和F108样品,在溶胶-凝胶转变过程中,其一定浓度范围内的溶液将形成软凝胶区域。此区域是胶束相和部分胶束密堆积所形成的立方相凝胶的共存区。　　 2.P123重水溶液的物理凝胶化过程及结构研究:利用2H NMR从“分子水平”上研究了P123胶束及凝胶形成过程中和水的相互作用关系。在胶束生成中,PEO嵌段其化学位移变化很小,和水的相互作用基本不变。PPO嵌段与水之间的相互作用具有较强的温度依赖性,其化学位移和半高宽的明显转变可以作为判定CMT的依据。而且,PPO嵌段的去水化作用是引起胶束化的主要因为。在凝胶形成过程中,PEO嵌段的化学位移和半高宽的变化,说明PEO嵌段与水的复杂作用是与其结构变化相关的。此外,我们证明了束缚溶剂水参与到凝胶网络的构建。PPO嵌段的化学位移表明在凝胶形成中,其胶束核中有一定量的水存在。高温时束缚溶剂水失去,凝胶网络被破坏,P123形成富集相与水发生相分离。同步辐射结果证明P123凝胶相结构经历了混合相(FCC+HCPS)到六角相(HCP)再到层状相(lamellar)的转变过程。　　 3.17R4对PEO-PPO-PEO水溶液物理凝胶化行为的影响:利用流变学方法,研究了17R4(PPO14-PEO24-PPO14)三嵌段共聚物对PEO-PPO-PEO(Pluronic)三嵌段共聚物大浓度水溶液凝胶化行为的影响。我们研究了多个摩尔比(17R4/Pluronic)下的混合水溶液的动态粘弹性质(模量对温度的扫描)。结果表明,17R4将参与到Pluronic嵌段共聚物胶束的构建,增大胶束尺寸。少量17R4的存在,由于其自身的吸引相互作用,将延迟Pluronic凝胶化的形成；增加17R4的含量,将在17R4与Pluronic胶束间形成桥型链,形成软凝胶区,同时阻碍其硬凝胶的形成。大含量的17R4存在,导致自身胶束的形成,阻碍了Pluronic胶束的堆积,且在一定温度附近17R4形成自身胶束聚集体并与体系发生相分离,使得Pluronic硬凝胶的生成温度基本一致。17R4对具有不同分子组成的Pluronic嵌段共聚物凝胶化行为的影响略有不同。此外,我们还给出了一个简单的机理模型图来解释17R4对Pluronic嵌段共聚物凝胶化行为的影响。