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【摘要】：本文主要探讨单羟基醇玻璃形成液体介电谱中出现的“额外”的德拜弛豫,同时也关注了结构弛豫与二级弛豫。因德拜弛豫比常规小分子液体中最慢的结构弛豫还慢因此称为超慢弛豫动力学。尽管单羟基醇中德拜弛豫已探讨了近百年,很多不同于结构弛豫的特征也已报道,但物理起源至今尚不清楚。探讨表明单羟基醇中德拜弛豫与氢键结构密切相关,而氢键结构又广泛存在于生物大分子中,承载着生物机体的各种机能,因此对德拜弛豫的探讨不仅有利于认识其物理起源与德拜液体中氢键团簇组织,而且有助于深入理解生物大分子的结构与功能。本文通过介电弛豫与焓弛豫两种措施探讨了单羟基醇、含硫基单羟基醇、含氧基单羟基醇在玻璃转变温度附近的动力学与热力学行为,系统略论了德拜弛豫随温度的改变、德拜弛豫与结构弛豫之间联系,研讨了德拜弛豫的物理起源。选择2-丁基-1-辛醇(2B1O)与2-己基-1-葵醇(2H1D)探讨了长碳链单羟基醇的动力学行为,发现与短碳链单羟基醇2-乙基-1-己醇(2E1H)相比,介电谱中依然存在德拜弛豫,但弛豫峰形却出现了宽化,且随温度升高,宽化程度增加,德拜弛豫与结构弛豫宽度逐渐接近。二元混合体系2H1D—2E1H(德拜液体)和2E1H—squalane(非德拜液体)的介电弛豫探讨都发现了相同的宽化现象与温度变化规律。根据德拜弛豫的宽化规律研讨类德拜弛豫宽度与介电强度之间关系、以及单羟基醇中的氢键团簇组织。选择与2E1H分子结构相似但含一个-S-的3-甲硫基-1-己醇(3MT1H)探讨含硫基单羟基醇的弛豫动力学,在介电谱中意外地发现了德拜弛豫。热力学探讨结果、二元混合溶液3MT1H—2E1H(德拜液体)与3MT1H—2-乙基己基胺(EHA,非德拜液体)的动力学探讨结果进一步表明,3MT1H的动力学特征与单羟基醇相同。随着-CH2-被-S-替代,德拜弛豫的介电强度与弛豫时间都改变很小,而结构弛豫强度却大大增强,且倆弛豫时间差别减小,证明了德拜液体中结构弛豫来源于自由分子与氢键链状组织的碳链的运动,发展了德拜弛豫的氢键团簇结构模型。鉴于含硫基单羟基醇中存在德拜弛豫,硫与氧位于元素周期表中同一主族,选择六种不同分子结构的物质进一步探讨含氧基单羟基醇的弛豫动力学,发现其介电弛豫谱中均未探测到德拜弛豫,表明从单羟基醇、含硫基单羟基醇到含氧基单羟基醇介电谱不连续。但主弛豫的表观半高宽与温度之间的关系却出现了极小值,非指数因子与焓弛豫所测数值和强弱性因子之间均不遵守由常规液体建立的规律。运用二级弛豫略论了半高宽的最小值现象,发现在主弛豫时间达纳秒数量级的高温下二级弛豫依然存在。
【关键词】：玻璃转变 介电弛豫 结构弛豫 德拜弛豫 非指数性 单羟基醇
摘要5-7 ABSTRACT7-12 第1章 绪论12-30 1.1 课题背景12-18 1.2 德拜弛豫的特征18-22 1.3 德拜弛豫的物理起源22-25 1.4 探讨目的和意义25-26 1.5 探讨内容26-30 第2章 实验材料与测试措施30-42 2.1 实验材料30-31 2.2 实验测试措施31-42 2.2.1 宽频介电技术32-39 2.2.2 差示扫描量热技术39-42 第3章 长碳链单羟基醇的探讨42-66 3.1 引言42-43 3.2 长碳链单羟基醇的介电弛豫测量结果43-50 3.2.1 长碳链单羟基醇 2B1O与 2H1D的介电弛豫谱43-44 3.2.2 长碳链单羟基醇介电谱中弛豫I的峰形探讨44-50 3.3 长碳链单羟基醇中主弛豫动力学类型的确定50-54 3.3.1 长碳链单羟基醇的激活能图50-52 3.3.2 长碳链单羟基醇的热容曲线52-53 3.3.3 长碳链单羟基醇中两个主弛豫类型的确定53-54 3.4 长碳链单羟基醇的介电强度54-55 3.5 长碳链单羟基醇的弛豫峰形参数55-56 3.6 二元混合体系 2E1H—2H1D的介电弛豫探讨56-58 3.7 长碳链单羟基醇中Debye-like弛豫的宽化探讨58-62 3.7.1 德拜弛豫宽化的文献报道59-61 3.7.2 长碳链单羟基醇中Debye-like弛豫的宽化探讨61-62 3.8 德拜弛豫与结构弛豫关系的研讨62-65 3.9 本章小结65-66 第4章 含硫基单羟基醇的探讨66-89 4.1 引言66-67 4.2 3-甲硫基1己醇的介电弛豫探讨67-74 4.2.1 3-甲硫基1己醇的介电弛豫测量结果67-70 4.2.2 3-甲硫基1己醇的激活能图70-71 4.2.3 3-甲硫基1己醇的介电弛豫的峰型参数71-72 4.2.4 3-甲硫基1己醇的介电强度72-74 4.3 3-甲硫基1己醇的焓弛豫探讨74-79 4.3.1 热容曲线与玻璃转变温度74-75 4.3.2 弛豫峰形参数75-76 4.3.3 强弱性因子76-79 4.4 3-甲硫基1己醇的介电弛豫与焓弛豫测量结果比较79-80 4.4.1 介电弛豫与焓弛豫的玻璃转变温度比较79 4.4.2 介电弛豫与焓弛豫的强弱性因子比较79-80 4.4.3 3MT1H介电谱中的结构弛豫80 4.5 3MT1H与德拜液体和非德拜液体二元混合体系的探讨80-85 4.5.1 3MT1H与德拜液体 2E1H二元混合体系的介电弛豫探讨81-83 4.5.2 3MT1H与非德拜液体EHA二元混合体系的介电弛豫探讨83-85 4.5.3 3MT1H介电谱中德拜弛豫的确定85 4.6 对于德拜弛豫动力学与氢键结构的讨论85-88 4.7 本章小结88-89 第5章 含氧基单羟基醇的探讨89-127 5.1 引言89-91 5.2 含氧基醇的介电弛豫探讨91-100 5.2.1 含氧基醇的介电弛豫测量结果91-95 5.2.2 含氧基醇的弛豫宽度与德拜液体的比较95-99 5.2.3 含氧基醇的激活能图99-100 5.3 含氧基醇的焓弛豫探讨100-107 5.3.1 热容曲线与玻璃转变温度100-101 5.3.2 弛豫峰形参数101-102 5.3.3 强弱性因子102-107 5.4 含氧基醇的玻璃转变参数107-112 5.4.1 介电弛豫与焓弛豫测量的玻璃转变温度比较109-110 5.4.2 介电弛豫与焓弛豫测量的非指数因子比较110-112 5.5 二元混合体系 2E1H—2EHOE的介电弛豫探讨112-117 5.5.1 二元混合体系 2E1H—2EHOE的介电测量结果112-116 5.5.2 二元混合体系 2E1H—2EHOE的激活能图116-117 5.6 含氧基醇的弛豫宽度与非德拜液体的比较117-120 5.7 含氧基醇在高频区的介电测量结果与讨论120-121 5.8 含氧基醇的弛豫峰形参数与强弱性因子121-123 5.9 单羟基醇与含硫基醇和含氧基醇的介电弛豫123-125 5.10本章小结125-127 结论127-128 参考文献128-143 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果143-145 ，德语毕业论文，德语论文题目 |
