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凝聚态物理 > 软凝聚态物理

arXiv:2504.08688 (cond-mat)
[提交于 2025年4月11日 ]

标题: 共溶剂机制的通用解释

标题: A Generic Explanation of the Mechanism of Co-solvency

Authors:Xiangyu Zhang, Dong Meng
摘要: 聚合物在混合溶剂中的行为通常表现出引人注目的现象,例如共溶性,其中一种在两种单独的不良溶剂中塌缩的聚合物在它们的混合物中变得可溶。 在本研究中,我们采用理论建模和计算机模拟相结合的方法,使用通用聚合物溶液模型来揭示这种行为背后的机制。 超越基于溶剂-共溶剂不混溶或化学特异性相互作用的传统解释,我们的研究结果突出了聚合物与两种溶剂组分之间疏溶性及溶剂化强度不匹配的关键作用。 我们证明,共溶性源于范德华力相互作用与特定结合(如氢键)之间的相互作用。 还研究了溶液的体相行为,使用Flory-Huggins理论计算出的相图与实验观察结果有很好的一致性。 本研究为理解不同体系中的聚合物共溶性提供了一个通用框架。
摘要: Polymer behavior in mixed solvents often exhibits intriguing phenomena, such as cosolvency, where a polymer that collapses in two individually poor solvents becomes soluble in their mixture. In this study, we employ a combination of theoretical modeling and computer simulations using a generic polymer solution model to uncover the underlying mechanisms driving this behavior. Moving beyond conventional explanations based on solvent-cosolvent immiscibility or chemistry-specific interactions, our findings highlight the critical role of mismatches in solvophobicity and solvation strength between the polymer and the two solvent components. We demonstrate that co-solvency arises from the interplay between van der Waals interactions and specific associations, such as hydrogen bonding. The bulk phase behavior of the solution is also examined, and the resulting phase diagram, calculated using Flory-Huggins theory, shows good agreement with experimental observations. This study offers a generalized framework for understanding polymer cosolvency across diverse systems.
主题: 软凝聚态物理 (cond-mat.soft)
引用方式: arXiv:2504.08688 [cond-mat.soft]
  (或者 arXiv:2504.08688v1 [cond-mat.soft] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.08688
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Xiangyu Zhang [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2025 年 4 月 11 日 16:56:22 UTC (512 KB)
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