光学微流变技术基于多散斑扩散光谱学,通过追踪外加聚苯乙烯(PS)探针颗粒产生的纳米级均方位移(MSD)研究样品微观结构变化,能够实现凝胶化进程的静态、非接触式监控。本文运用法国Formulaction光学微流变仪结合扫描电镜探究了N-乙烯基甲酰胺和N-N’亚丁基双N-乙烯基乙酰胺共聚物水凝胶的凝胶化进程及其微观结构构筑。在其凝胶化进程中,MSD随相关时间的曲线由最初的线性增加转变为弛豫平台区(Fig.1),表明PS颗粒最初的布朗运动是自由的,随着凝胶化的进行,其布朗运动被生成的微观网络结构限制,进入弛豫平台,经历足够长的时间后,颗粒从网络牢笼逃逸。弹性因子EI(Elasticity Index)和宏观黏度因子MVI(Macroscopic Viscosity Index)先增大再逐渐趋于平台值,流动性系数FI(Fluidity Index)先减小再逐渐趋于稳定。体系由纯粘性流体变成粘弹性体系。我们系统研究了不同凝胶因子含量时的凝胶化进程,结果表明其含量越高,成胶时间越短,EI越高,生成了强度更大的水凝胶体系。该类水凝胶的EI曲线呈现出双平台特征,这表明凝胶的形成可能先经过了一个低交联度轮廓网络结构的搭建,随后发生了高交联度内部网络结构的构筑。扫描电镜图片证实了这种"孔套孔"结构的生成(Fig.2)。