低場(chǎng)核磁技術(shù)研究水凝膠的保水性能

什么是水凝膠？

水凝膠（Hydrogel）是由親水性聚合物鏈通過(guò)化學(xué)或物理交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)。它可以充分吸水而不溶于水，自身顯著溶脹的同時(shí)仍保持其原有的三維結(jié)構(gòu)。水凝膠含有大量的水（可達(dá)90%），質(zhì)地柔軟，性狀可變，物理性質(zhì)與生物組織類似，具有優(yōu)異的生物相容性，可負(fù)載不同材料，包容性非常強(qiáng)，同時(shí)其力學(xué)性質(zhì)可調(diào)，是一類優(yōu)秀的生物材料。

水凝膠的分類

水凝膠有多種分類方式。根據(jù)材料來(lái)源可分為天然水凝膠（如透明質(zhì)酸、膠原蛋白、海藻酸鈉等）和人工合成水凝膠（如聚丙烯酰胺、聚乙二醇等）。人體的許多組織（如肌肉、角膜、血管等）都可以歸為天然水凝膠，這也就使得水凝膠在生物醫(yī)學(xué)、人體組織方面有巨大的應(yīng)用潛力。

水凝膠的應(yīng)用

水凝膠生物相容性、生物可降解性、高吸水、保水的特性使其廣泛適用于環(huán)境工程、柔性傳感、電化學(xué)等許多領(lǐng)域，尤其是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，包括組織工程、藥物輸送系統(tǒng)、傷口敷料、生物傳感器、隱形眼鏡、人工細(xì)胞等，有著廣泛的應(yīng)用。

水凝膠作為新型功能材料，具有高吸水保水性、生物相容性好、柔韌等特點(diǎn)，通過(guò)不同材料的選擇以及改性、復(fù)合等手段賦予其特定性能如自愈合性、環(huán)境響應(yīng)特性等。因此，關(guān)于水凝膠的研究數(shù)不勝數(shù)。同時(shí)水凝膠及其衍生物在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其研究?jī)r(jià)值絕不僅限于此，這也是其大火的原因。

水凝膠的保水性能

水凝膠因其優(yōu)異的柔性、親水性和生物相容性等特點(diǎn)在組織工程、傷口敷料、藥物輸送、柔性電子、智能器件、能源等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而，由于水凝膠中含有大量水分，水分不可避免地蒸發(fā)，而導(dǎo)致水凝膠在空氣中逐漸脫水，造成水凝膠柔性、彈性等功能逐漸喪失，這已嚴(yán)重限制了水凝膠的實(shí)際應(yīng)用。因此，提高水凝膠的保水性能對(duì)改善水凝膠的穩(wěn)定性、延長(zhǎng)水凝膠的使用壽命、擴(kuò)展水凝膠的實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究水凝膠的保水性能

低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）在研究基于水遷移率的聚合物網(wǎng)絡(luò)的水傳輸和微觀結(jié)構(gòu)方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）主要用于通過(guò)測(cè)量弛豫時(shí)間來(lái)闡明反映結(jié)構(gòu)異質(zhì)性和相互作用的分子遷移率。研究表明，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）是一種快速、無(wú)創(chuàng)、無(wú)損的測(cè)定水組分分布的方法。

對(duì)于水凝膠，不同環(huán)境中的水，如凝膠內(nèi)水或外水，可能表現(xiàn)出不同的弛豫性質(zhì)。T2組分對(duì)應(yīng)的幅度可以定量并計(jì)算膨脹率。此外，基于T2值與水凝膠網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔尺寸之間的比例關(guān)系，可以描繪溶脹過(guò)程中由于濃度效應(yīng)引起的水凝膠網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔尺寸變化。因此，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）可以作為研究水凝膠溶脹過(guò)程中水的動(dòng)態(tài)傳輸和微觀結(jié)構(gòu)變化的有力工具。此外，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）不需將水凝膠從溶脹體系中取出，即可直接原位測(cè)量水凝膠的T2分布。低場(chǎng)核磁技術(shù)是研究水凝膠的保水性能非常適用的一種技術(shù)。

紐邁PQ001系列核磁共振分析儀

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究水凝膠的保水性

什么是水凝膠？

水凝膠（Hydrogel）是由親水性聚合物鏈通過(guò)化學(xué)或物理交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)。它可以充分吸水而不溶于水，自身顯著溶脹的同時(shí)仍保持其原有的三維結(jié)構(gòu)。水凝膠含有大量的水（可達(dá)90%），質(zhì)地柔軟，性狀可變，物理性質(zhì)與生物組織類似，具有優(yōu)異的生物相容性，可負(fù)載不同材料，包容性及強(qiáng)，同時(shí)其力學(xué)性質(zhì)可調(diào)，是一類優(yōu)秀的生物材料。

水凝膠的分類

水凝膠有多種分類方式。根據(jù)材料來(lái)源可分為天然水凝膠（如透明質(zhì)酸、膠原蛋白、海藻酸鈉等）和人工合成水凝膠（如聚丙烯酰胺、聚乙二醇等）。人體的許多組織（如肌肉、角膜、血管等）都可以歸為天然水凝膠，這也就使得水凝膠在生物醫(yī)學(xué)、人體組織方面有巨大的應(yīng)用潛力。

水凝膠的應(yīng)用

水凝膠生物相容性、生物可降解性、高吸水、保水的特性使其廣泛適用于環(huán)境工程、柔性傳感、電化學(xué)等許多領(lǐng)域，尤其是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，包括組織工程、藥物輸送系統(tǒng)、傷口敷料、生物傳感器、隱形眼鏡、人工細(xì)胞等，有著廣泛的應(yīng)用。

水凝膠作為新型功能材料，具有高吸水保水性、生物相容性好、柔韌等特點(diǎn)，通過(guò)不同材料的選擇以及改性、復(fù)合等手段賦予其特定性能如自愈合性、環(huán)境響應(yīng)特性等。因此，關(guān)于水凝膠的研究數(shù)不勝數(shù)。同時(shí)水凝膠及其衍生物在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其研究?jī)r(jià)值絕不僅限于此，這也是其大火的原因。

水凝膠的保水性

水凝膠因其優(yōu)異的柔性、親水性和生物相容性等特點(diǎn)在組織工程、傷口敷料、藥物輸送、柔性電子、智能器件、能源等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而，由于水凝膠中含有大量水分，水分不可避免地蒸發(fā)，而導(dǎo)致水凝膠在空氣中逐漸脫水，造成水凝膠柔性、彈性等功能逐漸喪失，這已嚴(yán)重限制了水凝膠的實(shí)際應(yīng)用。因此，提高水凝膠的保水性對(duì)改善水凝膠的穩(wěn)定性、延長(zhǎng)水凝膠的使用壽命、擴(kuò)展水凝膠的實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究水凝膠的保水性

低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）在研究基于水遷移率的聚合物網(wǎng)絡(luò)的水傳輸和微觀結(jié)構(gòu)方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）主要用于通過(guò)測(cè)量弛豫時(shí)間來(lái)闡明反映結(jié)構(gòu)異質(zhì)性和相互作用的分子遷移率。研究表明，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）是一種快速、無(wú)創(chuàng)、無(wú)損的測(cè)定水組分分布的方法。

對(duì)于水凝膠，不同環(huán)境中的水，如凝膠內(nèi)水或外水，可能表現(xiàn)出不同的弛豫性質(zhì)。T2組分對(duì)應(yīng)的幅度可以定量并計(jì)算膨脹率。此外，基于T2值與水凝膠網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔尺寸之間的比例關(guān)系，可以描繪溶脹過(guò)程中由于濃度效應(yīng)引起的水凝膠網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔尺寸變化。因此，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）可以作為研究水凝膠溶脹過(guò)程中水的動(dòng)態(tài)傳輸和微觀結(jié)構(gòu)變化的有力工具。此外，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）不需將水凝膠從溶脹體系中取出，即可直接原位測(cè)量水凝膠的T2分布。低場(chǎng)核磁技術(shù)是研究水凝膠的保水性非常適用的一種技術(shù)。

紐邁PQ001系列核磁共振分析儀

水凝膠低場(chǎng)核磁分析氫鍵強(qiáng)弱

水凝膠是一類為親水的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)凝膠，它在水中迅速溶脹并在此溶脹狀態(tài)可以保持大量體積的水而不溶解。由于存在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，水凝膠可以溶脹和保有大量的水，水的吸收量與交聯(lián)度密切相關(guān)。交聯(lián)度越高，吸水量越低。水凝膠中的水含量可以低到百分之幾，也可以高達(dá)99%。

水凝膠具有良好的生物相容性、低毒性和可生物降解性等特性，用途非常廣泛。水凝膠溶脹過(guò)程與水的傳輸和凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此，溶脹性能是評(píng)價(jià)水凝膠的重要參數(shù)。

凝膠的溶脹性評(píng)價(jià)方法

目前關(guān)于溶脹行為的研究主要是通過(guò)測(cè)量溶脹水凝膠的重量或體積變化來(lái)計(jì)算溶脹率。然而，該方法需要從溶液中取出水凝膠并用濾紙擦拭以去除多余的表面水，擦拭過(guò)程容易影響測(cè)定的準(zhǔn)確度和重復(fù)性，從而產(chǎn)生意想不到的誤差。

水凝膠低場(chǎng)核磁分析氫鍵強(qiáng)弱

低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）在研究基于水遷移率的聚合物網(wǎng)絡(luò)的水傳輸和微觀結(jié)構(gòu)方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）主要用于通過(guò)測(cè)量弛豫時(shí)間來(lái)闡明反映結(jié)構(gòu)異質(zhì)性和相互作用的分子遷移率。研究表明，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）是一種快速、wu創(chuàng)、無(wú)損的測(cè)定水組分分布的方法。低場(chǎng)核磁可標(biāo)準(zhǔn)氫鍵與周圍水分子之間的相互作用。

對(duì)于水凝膠，不同環(huán)境中的水，如凝膠內(nèi)水或外水，可能表現(xiàn)出不同的弛豫性質(zhì)。T2組分對(duì)應(yīng)的幅度可以定量并計(jì)算膨脹率。此外，基于T2值與水凝膠網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔尺寸之間的比例關(guān)系，可以描繪溶脹過(guò)程中由于濃度效應(yīng)引起的水凝膠網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔尺寸變化。因此，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）可以作為研究水凝膠溶脹過(guò)程中水的動(dòng)態(tài)傳輸和微觀結(jié)構(gòu)變化的有力工具。此外，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）不需將水凝膠從溶脹體系中取出，即可直接原位測(cè)量水凝膠的T2分布。

水凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究-低場(chǎng)核磁技術(shù)

水凝膠是一類為親水的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)凝膠，它在水中迅速溶脹并在此溶脹狀態(tài)可以保持大量體積的水而不溶解。由于存在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，水凝膠可以溶脹和保有大量的水，水的吸收量與交聯(lián)度密切相關(guān)。交聯(lián)度越高，吸水量越低。水凝膠中的水含量可以低到百分之幾，也可以高達(dá)99%。

水凝膠具有良好的生物相容性、低毒性和可生物降解性等特性，用途非常廣泛。水凝膠溶脹過(guò)程與水的傳輸和凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此，溶脹性能是評(píng)價(jià)水凝膠的重要參數(shù)。

凝膠的溶脹性評(píng)價(jià)方法

目前關(guān)于溶脹行為的研究主要是通過(guò)測(cè)量溶脹水凝膠的重量或體積變化來(lái)計(jì)算溶脹率。然而，該方法需要從溶液中取出水凝膠并用濾紙擦拭以去除多余的表面水，擦拭過(guò)程容易影響測(cè)定的準(zhǔn)確度和重復(fù)性，從而產(chǎn)生意想不到的誤差。

水凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究-低場(chǎng)核磁技術(shù)

低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）在研究基于水遷移率的聚合物網(wǎng)絡(luò)的水傳輸和微觀結(jié)構(gòu)方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）主要用于通過(guò)測(cè)量弛豫時(shí)間來(lái)闡明反映結(jié)構(gòu)異質(zhì)性和相互作用的分子遷移率。研究表明，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）是一種快速、wu創(chuàng)、無(wú)損的測(cè)定水組分分布的方法。低場(chǎng)核磁可標(biāo)準(zhǔn)氫鍵與周圍水分子之間的相互作用。

對(duì)于水凝膠，不同環(huán)境中的水，如凝膠內(nèi)水或外水，可能表現(xiàn)出不同的弛豫性質(zhì)。T2組分對(duì)應(yīng)的幅度可以定量并計(jì)算膨脹率。此外，基于T2值與水凝膠網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔尺寸之間的比例關(guān)系，可以描繪溶脹過(guò)程中由于濃度效應(yīng)引起的水凝膠網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔尺寸變化。因此，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）可以作為研究水凝膠溶脹過(guò)程中水的動(dòng)態(tài)傳輸和微觀結(jié)構(gòu)變化的有力工具。此外，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）不需將水凝膠從溶脹體系中取出，即可直接原位測(cè)量水凝膠的T2分布。

低場(chǎng)核磁不易流動(dòng)水

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，而且還處在不斷拓展之中，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)主要基于四個(gè)方面進(jìn)行樣品分析與檢測(cè)：

（1）基于信號(hào)幅值的分析檢測(cè)；

（2）基于圖像(信號(hào)二維分布)的分析檢測(cè)；

（3）基于弛豫時(shí)間的分析檢測(cè)；

（4）基于擴(kuò)散系數(shù)的分析檢測(cè)。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在食品農(nóng)業(yè)、地質(zhì)勘探、石油化工、生物醫(yī)藥、材料科學(xué)等諸多方面體現(xiàn)出越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，成為一種重要的分析測(cè)試工具。

低場(chǎng)核磁不易流動(dòng)水

在食品研究領(lǐng)域，采集到的CPMG回波串，經(jīng)過(guò)反演擬合后得到的T2分布經(jīng)常有3個(gè)峰。中間的峰一般認(rèn)為是低場(chǎng)核磁不易流動(dòng)水

低場(chǎng)核磁技術(shù)主要是檢測(cè)水的信號(hào)，或是以水為探針檢測(cè)與水接觸的物質(zhì)變化。食品體系中測(cè)得的三個(gè)峰，主要體現(xiàn)了不同環(huán)境中的水分狀態(tài)。要理解低場(chǎng)核磁的三個(gè)峰的物理含義，我們先了解一下低場(chǎng)核磁檢測(cè)水分的原理。

生物大分子類似蛋白淀粉等含有很多親水位點(diǎn)，帶有的固有電荷和與之相連的相反電荷迫使大量水分形成極性多層模型。

多層結(jié)構(gòu)形成機(jī)理是：大分子的親水基團(tuán)（—NH2，—OH）與鄰近水分形成氫鍵，由于氫鍵極化，水分子反過(guò)來(lái)傾向與下一層水分子形成氫鍵，如此反復(fù)，zui后形成極性的多層結(jié)構(gòu)。這個(gè)又是NMR研究水分相態(tài)的基礎(chǔ)依據(jù)，由于結(jié)合水直接與大分子基團(tuán)以氫鍵結(jié)合，受到束縛程度較大，水分運(yùn)動(dòng)性較弱，衰減速度最快，自由水游離在結(jié)構(gòu)以外，水分運(yùn)動(dòng)性較強(qiáng)，衰減速度最慢，從而根據(jù)弛豫時(shí)間的大小來(lái)區(qū)分水分相態(tài)。

不同狀態(tài)的水分往往與食品的品質(zhì)、口感、質(zhì)構(gòu)、加工工藝等有直接關(guān)系，這部分的研究已經(jīng)非常成熟。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)原理

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)主要檢測(cè)為H質(zhì)子，也可以用于F信號(hào)測(cè)試。含H樣品經(jīng)過(guò)特定頻率的射頻激勵(lì)后，產(chǎn)生核磁共振信號(hào)。H核磁共振信號(hào)對(duì)應(yīng)有T1、T2兩個(gè)主要參數(shù)，通過(guò)測(cè)試T1、T2弛豫時(shí)間并進(jìn)行建模，可用于食品、農(nóng)業(yè)、石油勘探、聚合物、固體脂肪含量…多方面研究。已有多種方法形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法。

低場(chǎng)核磁共振由于其設(shè)備成本較低，研究使用門檻相對(duì)較低，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，且處于不斷拓展之中。由于核磁共振分析技術(shù)具有速度快、精確度高、一次測(cè)量可獲得多個(gè)參數(shù)、對(duì)樣品無(wú)損耗、樣品制備簡(jiǎn)單、對(duì)操作人員的健康和環(huán)境無(wú)影響等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此許多原來(lái)采用其他傳統(tǒng)檢測(cè)方法的應(yīng)用目前都在探索采用核磁共振技術(shù)進(jìn)行。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究硅膠老化

由于硅膠制品的使用越來(lái)越頻繁，硅膠產(chǎn)品在多數(shù)人的印象中是性能優(yōu)異且各方面使用體驗(yàn)都很好，許多老客戶也慢慢感覺(jué)到硅膠制品老化的現(xiàn)象，硅膠制品為什么會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象。

硅膠產(chǎn)品為什么會(huì)出現(xiàn)老化？

硅橡膠樹脂的粘合性比許多橡膠都要高，但硅膠同其它橡膠一樣，也會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，由于內(nèi)部分子鏈斷裂，使硅膠的性能發(fā)生了很大的變化。對(duì)于橡塑制品來(lái)說(shuō)，硅膠產(chǎn)品危害蕞大的就是紫外線，紫外線會(huì)直接導(dǎo)致橡膠分子鏈的斷裂，這是因?yàn)楣枘z制品可吸收光能使橡膠內(nèi)產(chǎn)生自由分子。

硅膠產(chǎn)品老化的原因主要有以下三點(diǎn)：

1. 經(jīng)常有高溫或高溫環(huán)境。高溫度會(huì)加速硅膠材料的氧化環(huán)境，從而導(dǎo)致老化。

2. 化學(xué)因素。歸根結(jié)底，硅膠材料是一種化學(xué)物質(zhì)，有些化學(xué)因素會(huì)加速其老化。

3. 臭氧。硅材料很怕臭氧，會(huì)使硅膠制品的性能迅速下降，老化得很快。

硅膠老化的試驗(yàn)方法：

硅膠老化是硅膠性能受損的主要原因之一。由于產(chǎn)品的配方和使用條件各異，老化歷程快慢不一，所以，需要通過(guò)檢測(cè)技術(shù)對(duì)硅膠樣品進(jìn)行測(cè)試，以評(píng)定硅膠老化的程度及其對(duì)性能的影響。低場(chǎng)核磁技術(shù)可用于硅膠老化檢測(cè)。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究硅膠老化基本原理：

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)是通過(guò)測(cè)定恒定磁場(chǎng)強(qiáng)度下樣品中1H的弛豫時(shí)間,從而獲得分子結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)信息的方法。其基本原理是通過(guò)施加射頻脈沖給予處于恒定磁場(chǎng)中的樣品,使氫質(zhì)子發(fā)生共振,質(zhì)子所吸收的射頻波能量以非輻射的方式釋放后返回到基態(tài),此過(guò)程被稱為弛豫過(guò)程。弛豫又可分為橫向弛豫和縱向弛豫,樣品內(nèi)部氫質(zhì)子所處物理化學(xué)環(huán)境及存在狀態(tài)決定了弛豫時(shí)間的長(zhǎng)短。從物理機(jī)制上,核磁弛豫過(guò)程是自旋氫原子核與環(huán)境之間通過(guò)相互作用進(jìn)行能量交換的過(guò)程。核磁共振是自旋不為零的原子在靜磁場(chǎng)中被磁化后,與特定射頻場(chǎng)產(chǎn)生共振吸收現(xiàn)象,吸收射頻脈沖能量后自旋核與周圍物質(zhì)相互作用,釋放能量,并恢復(fù)初始狀態(tài)過(guò)程。

硅膠老化是交聯(lián)體系發(fā)生變化的綜合過(guò)程,核磁共振的弛豫機(jī)制對(duì)這種變化具有高敏感性,其主要表現(xiàn)為橫向弛豫時(shí)間T2隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)的規(guī)律性變化。因此通過(guò)研究老化過(guò)程中硅膠樣品的弛豫時(shí)間變化規(guī)律及其與老化性能的關(guān)系,就可以間接評(píng)估硅膠老化的特性。

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低場(chǎng)核磁技術(shù)研究納米銀顆粒團(tuán)聚

顆粒團(tuán)聚可分為三種狀態(tài)：

凝聚體：指以面相接的原級(jí)粒子，其表面積比其單個(gè)粒子組成之和小得多，這種狀態(tài)再分散十分困難。

附聚體：指以點(diǎn)、角相接的原級(jí)粒子團(tuán)族或小顆粒在大顆粒上的附著，其總表面積比凝聚體大，但小于單個(gè)粒子組成之和，再分散比較容易。凝聚體和附聚體也稱二次粒子。

絮凝：指由于體系表面積的增加、表面能增大，為了降低表面能而生成的更加松散的結(jié)構(gòu)。一般是由于大分子表面活性劑或水溶性高分子的架橋作用，把顆粒串聯(lián)成結(jié)構(gòu)松散似棉絮的團(tuán)狀物。在這種結(jié)構(gòu)中，離子間的距離比凝聚體或附聚體大得多。

顆粒在液體中的團(tuán)聚與分散

顆粒表面濕潤(rùn)性對(duì)粉體的分散具有重要意義，是粉體分散、固液分離、表面改性和造粒等工藝的理論基礎(chǔ)。固體顆粒被液體潤(rùn)濕的過(guò)程主要基于顆粒表面的潤(rùn)濕性。固體表面的濕潤(rùn)性由其化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)決定。固體表面自由能越大，越容易被液體濕潤(rùn)；反之亦然。因而，尋求和制備高表面自由能的固體表面成為制備超親水表面和超疏水表面的前提條件。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究納米銀顆粒團(tuán)聚的基本原理：

對(duì)于潤(rùn)濕的顆粒體系，顆粒表面會(huì)附著一層液相分子，這些液相分子因無(wú)機(jī)相表面的吸附作用而運(yùn)動(dòng)受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運(yùn)動(dòng)是自由的，液相分子的馳豫時(shí)間（relaxation time）與它所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)，自由狀態(tài)的液相分子的核磁馳豫時(shí)間要比束縛狀態(tài)的液相分子的馳豫時(shí)間長(zhǎng)得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對(duì)更多，弛豫時(shí)間也就更短。因此，可以利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)來(lái)測(cè)量懸浮液體系的馳豫時(shí)間，并計(jì)算顆粒的濕潤(rùn)比表面積（可利用的吸附表面積），進(jìn)而用來(lái)研究顆粒的團(tuán)聚狀態(tài)、分散性穩(wěn)定性、親和性以及潤(rùn)濕性等問(wèn)題。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究鋰電顆粒團(tuán)聚

顆粒團(tuán)聚可分為三種狀態(tài)：

凝聚體：指以面相接的原級(jí)粒子，其表面積比其單個(gè)粒子組成之和小得多，這種狀態(tài)再分散十分困難。

附聚體：指以點(diǎn)、角相接的原級(jí)粒子團(tuán)族或小顆粒在大顆粒上的附著，其總表面積比凝聚體大，但小于單個(gè)粒子組成之和，再分散比較容易。凝聚體和附聚體也稱二次粒子。

絮凝：指由于體系表面積的增加、表面能增大，為了降低表面能而生成的更加松散的結(jié)構(gòu)。一般是由于大分子表面活性劑或水溶性高分子的架橋作用，把顆粒串聯(lián)成結(jié)構(gòu)松散似棉絮的團(tuán)狀物。在這種結(jié)構(gòu)中，離子間的距離比凝聚體或附聚體大得多。

顆粒在液體中的團(tuán)聚與分散

顆粒表面濕潤(rùn)性對(duì)粉體的分散具有重要意義，是粉體分散、固液分離、表面改性和造粒等工藝的理論基礎(chǔ)。固體顆粒被液體潤(rùn)濕的過(guò)程主要基于顆粒表面的潤(rùn)濕性。固體表面的濕潤(rùn)性由其化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)決定。固體表面自由能越大，越容易被液體濕潤(rùn)；反之亦然。因而，尋求和制備高表面自由能的固體表面成為制備超親水表面和超疏水表面的前提條件。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究鋰電顆粒團(tuán)聚的基本原理：

對(duì)于潤(rùn)濕的顆粒體系，顆粒表面會(huì)附著一層液相分子，這些液相分子因無(wú)機(jī)相表面的吸附作用而運(yùn)動(dòng)受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運(yùn)動(dòng)是自由的，液相分子的馳豫時(shí)間（relaxation time）與它所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)，自由狀態(tài)的液相分子的核磁馳豫時(shí)間要比束縛狀態(tài)的液相分子的馳豫時(shí)間長(zhǎng)得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對(duì)更多，弛豫時(shí)間也就更短。因此，可以利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)來(lái)測(cè)量懸浮液體系的馳豫時(shí)間，并計(jì)算顆粒的濕潤(rùn)比表面積（可利用的吸附表面積），進(jìn)而用來(lái)研究顆粒的團(tuán)聚狀態(tài)、分散性穩(wěn)定性、親和性以及潤(rùn)濕性等問(wèn)題。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究濕顆粒團(tuán)聚

顆粒的團(tuán)聚根據(jù)其作用機(jī)理可分為三種狀態(tài)：

凝聚體：指以面相接的原級(jí)粒子，其表面積比其單個(gè)粒子組成之和小得多，這種狀態(tài)再分散十分困難。

附聚體：指以點(diǎn)、角相接的原級(jí)粒子團(tuán)族或小顆粒在大顆粒上的附著，其總表面積比凝聚體大，但小于單個(gè)粒子組成之和，再分散比較容易。凝聚體和附聚體也稱二次粒子。

絮凝：指由于體系表面積的增加、表面能增大，為了降低表面能而生成的更加松散的結(jié)構(gòu)。一般是由于大分子表面活性劑或水溶性高分子的架橋作用，把顆粒串聯(lián)成結(jié)構(gòu)松散似棉絮的團(tuán)狀物。在這種結(jié)構(gòu)中，離子間的距離比凝聚體或附聚體大得多。

顆粒在液體中的團(tuán)聚與分散

顆粒表面濕潤(rùn)性對(duì)粉體的分散具有重要意義，是粉體分散、固液分離、表面改性和造粒等工藝的理論基礎(chǔ)。固體顆粒被液體潤(rùn)濕的過(guò)程主要基于顆粒表面的潤(rùn)濕性。固體表面的濕潤(rùn)性由其化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)決定。固體表面自由能越大，越容易被液體濕潤(rùn)；反之亦然。因而，尋求和制備高表面自由能的固體表面成為制備超親水表面和超疏水表面的前提條件。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究濕顆粒團(tuán)聚的基本原理：

對(duì)于潤(rùn)濕的顆粒體系，顆粒表面會(huì)附著一層液相分子，這些液相分子因無(wú)機(jī)相表面的吸附作用而運(yùn)動(dòng)受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運(yùn)動(dòng)是自由的，液相分子的馳豫時(shí)間（relaxation time）與它所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)，自由狀態(tài)的液相分子的核磁馳豫時(shí)間要比束縛狀態(tài)的液相分子的馳豫時(shí)間長(zhǎng)得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對(duì)更多，弛豫時(shí)間也就更短。因此，可以利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)來(lái)測(cè)量懸浮液體系的馳豫時(shí)間，并計(jì)算顆粒的濕潤(rùn)比表面積（可利用的吸附表面積），進(jìn)而用來(lái)研究顆粒的團(tuán)聚狀態(tài)、分散性穩(wěn)定性、親和性以及潤(rùn)濕性等問(wèn)題。

水凝膠的溶脹性怎么測(cè)（低場(chǎng)核磁法）

水凝膠是一類極為親水的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)凝膠，它在水中迅速溶脹并在此溶脹狀態(tài)可以保持大量體積的水而不溶解。由于存在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，水凝膠可以溶脹和保有大量的水，水的吸收量與交聯(lián)度密切相關(guān)。交聯(lián)度越高，吸水量越低。水凝膠中的水含量可以低到百分之幾，也可以高達(dá)99%。

水凝膠具有良好的生物相容性、低毒性和可生物降解性等特性，用途非常廣泛。水凝膠溶脹過(guò)程與水的傳輸和凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此，溶脹性能是評(píng)價(jià)水凝膠的重要參數(shù)。

凝膠的溶脹性評(píng)價(jià)方法

目前關(guān)于溶脹行為的研究主要是通過(guò)測(cè)量溶脹水凝膠的重量或體積變化來(lái)計(jì)算溶脹率。然而，該方法需要從溶液中取出水凝膠并用濾紙擦拭以去除多余的表面水，擦拭過(guò)程容易影響測(cè)定的準(zhǔn)確度和重復(fù)性，從而產(chǎn)生意想不到的誤差。

凝膠的溶脹性怎么測(cè)（低場(chǎng)核磁法）

低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）在研究基于水遷移率的聚合物網(wǎng)絡(luò)的水傳輸和微觀結(jié)構(gòu)方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）主要用于通過(guò)測(cè)量弛豫時(shí)間來(lái)闡明反映結(jié)構(gòu)異質(zhì)性和相互作用的分子遷移率。研究表明，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）是一種快速、無(wú)創(chuàng)、無(wú)損的測(cè)定水組分分布的方法。

對(duì)于水凝膠，不同環(huán)境中的水，如凝膠內(nèi)水或外水，可能表現(xiàn)出不同的弛豫性質(zhì)。T2組分對(duì)應(yīng)的幅度可以定量并計(jì)算膨脹率。此外，基于T2值與水凝膠網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔尺寸之間的比例關(guān)系，可以描繪溶脹過(guò)程中由于濃度效應(yīng)引起的水凝膠網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔尺寸變化。因此，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）可以作為研究水凝膠溶脹過(guò)程中水的動(dòng)態(tài)傳輸和微觀結(jié)構(gòu)變化的有力工具。此外，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）不需將水凝膠從溶脹體系中取出，即可直接原位測(cè)量水凝膠的T2分布。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究顆粒的團(tuán)聚狀態(tài)

顆粒的團(tuán)聚根據(jù)其作用機(jī)理可分為三種狀態(tài)：

凝聚體：指以面相接的原級(jí)粒子，其表面積比其單個(gè)粒子組成之和小得多，這種狀態(tài)再分散十分困難。

附聚體：指以點(diǎn)、角相接的原級(jí)粒子團(tuán)族或小顆粒在大顆粒上的附著，其總表面積比凝聚體大，但小于單個(gè)粒子組成之和，再分散比較容易。凝聚體和附聚體也稱二次粒子。

絮凝：指由于體系表面積的增加、表面能增大，為了降低表面能而生成的更加松散的結(jié)構(gòu)。一般是由于大分子表面活性劑或水溶性高分子的架橋作用，把顆粒串聯(lián)成結(jié)構(gòu)松散似棉絮的團(tuán)狀物。在這種結(jié)構(gòu)中，離子間的距離比凝聚體或附聚體大得多。

顆粒在液體中的團(tuán)聚與分散

顆粒表面濕潤(rùn)性對(duì)粉體的分散具有重要意義，是粉體分散、固液分離、表面改性和造粒等工藝的理論基礎(chǔ)。固體顆粒被液體潤(rùn)濕的過(guò)程主要基于顆粒表面的潤(rùn)濕性。固體表面的濕潤(rùn)性由其化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)決定。固體表面自由能越大，越容易被液體濕潤(rùn)；反之亦然。因而，尋求和制備高表面自由能的固體表面成為制備超親水表面和超疏水表面的前提條件。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究顆粒的團(tuán)聚狀態(tài)原理：

對(duì)于潤(rùn)濕的顆粒體系，顆粒表面會(huì)附著一層液相分子，這些液相分子因無(wú)機(jī)相表面的吸附作用而運(yùn)動(dòng)受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運(yùn)動(dòng)是自由的，液相分子的馳豫時(shí)間（relaxation time）與它所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)，自由狀態(tài)的液相分子的核磁馳豫時(shí)間要比束縛狀態(tài)的液相分子的馳豫時(shí)間長(zhǎng)得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對(duì)更多，弛豫時(shí)間也就更短。因此，可以利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)來(lái)測(cè)量懸浮液體系的馳豫時(shí)間，并計(jì)算顆粒的濕潤(rùn)比表面積（可利用的吸附表面積），進(jìn)而用來(lái)研究顆粒的團(tuán)聚狀態(tài)、分散性穩(wěn)定性、親和性以及潤(rùn)濕性等問(wèn)題。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究超臨界co2提高采收率

什么叫超臨界二氧化碳？

超臨界二氧化碳其實(shí)就是二氧化碳界于氣體和液體之間的狀態(tài)。可以分三點(diǎn)來(lái)理解：

1、隨著溫度和壓力的變化，任何一種物質(zhì)都存在三種狀態(tài)氣、液、固。液、氣共存狀態(tài)的點(diǎn)叫臨界點(diǎn)。

2、超臨界流體是指溫度和壓力均高于其臨界點(diǎn)的流體。

3、超臨界二氧化碳就是CO2的超臨界狀態(tài)。

二氧化碳的超臨界態(tài)，在一定的溫度和壓力下呈現(xiàn)。并且具有怊強(qiáng)的溶解能力，可以根據(jù)溫度和壓力調(diào)節(jié)溶解能力；

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究超臨界co2提高采收率基本原理：

CO2作為注氣驅(qū)油最常用的氣體之一,由于超臨界CO2提高采收率方面優(yōu)異的表現(xiàn),以及可以同時(shí)完成碳的捕集和封存,受到廣泛的關(guān)注和探究。核磁共振測(cè)試(NMR)直觀的探究油相在孔隙中的分布和流動(dòng)狀態(tài)。配合多場(chǎng)耦合配件，實(shí)現(xiàn)壓力、溫度對(duì)二氧化碳的相態(tài)有明顯的控制作用。當(dāng)壞境處于臨界溫度及臨界壓力時(shí)，CO2會(huì)以超臨界態(tài)的形式存在，他既有氣態(tài)性質(zhì)，又有液態(tài)性質(zhì)，能夠快速溶解孔隙的有機(jī)物，而核磁無(wú)法檢測(cè)到不含H的超臨界CO2氣體，有效評(píng)價(jià)儲(chǔ)層采收率的提高效果，定量研究油氣開采過(guò)程。

低場(chǎng)核磁實(shí)驗(yàn)裝置架構(gòu)圖

實(shí)驗(yàn)研究表明，氮?dú)怛?qū)蕞終采收率為35.12%，CO2驅(qū)最終采收率約為38.40%，在實(shí)驗(yàn)條件（32 MPa、75 ℃）下，CO2為超臨界狀態(tài)，具有較強(qiáng)的傳質(zhì)擴(kuò)散能力，且實(shí)驗(yàn)壓力高于原油與CO2的最小混相壓力（25.0 MPa），在CO2驅(qū)過(guò)程中驅(qū)替前緣易形成混相；而N2在同等條件下較難與原油混相，同時(shí)CO2與原油之間的相互作用強(qiáng)于N2，因此CO2驅(qū)采收率高于N2。

低場(chǎng)核磁儀器

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究漿料小顆粒團(tuán)聚

漿料小顆粒團(tuán)聚可分為三種狀態(tài)：

凝聚體：指以面相接的原級(jí)粒子，其表面積比其單個(gè)粒子組成之和小得多，這種狀態(tài)再分散十分困難。

附聚體：指以點(diǎn)、角相接的原級(jí)粒子團(tuán)族或小顆粒在大顆粒上的附著，其總表面積比凝聚體大，但小于單個(gè)粒子組成之和，再分散比較容易。凝聚體和附聚體也稱二次粒子。

絮凝：指由于體系表面積的增加、表面能增大，為了降低表面能而生成的更加松散的結(jié)構(gòu)。一般是由于大分子表面活性劑或水溶性高分子的架橋作用，把顆粒串聯(lián)成結(jié)構(gòu)松散似棉絮的團(tuán)狀物。在這種結(jié)構(gòu)中，離子間的距離比凝聚體或附聚體大得多。

顆粒在液體中的團(tuán)聚與分散

顆粒表面濕潤(rùn)性對(duì)粉體的分散具有重要意義，是粉體分散、固液分離、表面改性和造粒等工藝的理論基礎(chǔ)。固體顆粒被液體潤(rùn)濕的過(guò)程主要基于顆粒表面的潤(rùn)濕性。固體表面的濕潤(rùn)性由其化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)決定。固體表面自由能越大，越容易被液體濕潤(rùn)；反之亦然。因而，尋求和制備高表面自由能的固體表面成為制備超親水表面和超疏水表面的前提條件。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究漿料小顆粒團(tuán)聚的基本原理：

對(duì)于潤(rùn)濕的顆粒體系，顆粒表面會(huì)附著一層液相分子，這些液相分子因無(wú)機(jī)相表面的吸附作用而運(yùn)動(dòng)受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運(yùn)動(dòng)是自由的，液相分子的馳豫時(shí)間（relaxation time）與它所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)，自由狀態(tài)的液相分子的核磁馳豫時(shí)間要比束縛狀態(tài)的液相分子的馳豫時(shí)間長(zhǎng)得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對(duì)更多，弛豫時(shí)間也就更短。因此，可以利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)來(lái)測(cè)量懸浮液體系的馳豫時(shí)間，并計(jì)算顆粒的濕潤(rùn)比表面積（可利用的吸附表面積），進(jìn)而用來(lái)研究顆粒的團(tuán)聚狀態(tài)、分散性穩(wěn)定性、親和性以及潤(rùn)濕性等問(wèn)題。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究膠體溶脹過(guò)程

親水膠體的溶脹過(guò)程是高聚物吸收液體而體積增大過(guò)程的現(xiàn)象。膠體化合物的分子結(jié)構(gòu)中含有許多親水基團(tuán)，能與水分子發(fā)生作用。質(zhì)點(diǎn)水化后似分子狀態(tài)分散于水中，形成親水膠體溶液。如動(dòng)物膠汁、酶的水溶液及其他含蛋白質(zhì)的生化制劑、天然的多糖類、粘液質(zhì)及樹膠等等遇水后所形成的膠體溶液均屬此類。親水膠體絕大多數(shù)為高分子化合物，所以親水膠體溶液也稱高分子水溶液。隨著非極性基因數(shù)目的增多，膠體的親水性能降低，而對(duì)半極性溶媒及非極性溶媒的親和力增加，膠體質(zhì)點(diǎn)分散在這些溶媒中時(shí)，形成的溶液稱為親液膠體溶液或高分子非水溶液。

溶脹是否發(fā)生，決定于高聚物和液體的性質(zhì)。線型高聚物先溶脹而后溶解，體型高聚物只溶脹而不溶解。例如明膠能在水中溶脹，但在有機(jī)溶劑中卻不溶脹；橡膠能在苯中溶脹，但在水中卻不溶脹。有些高聚物在溶脹后會(huì)形成溶膠。例如明膠在水中和橡膠在苯中，加熱時(shí)會(huì)形成溶膠。

溶膠又稱膠體溶液。由分散質(zhì)的微粒(線性大小一般在10的負(fù)5–7次方厘米間)分散在介質(zhì)中所形成的分散物系。根據(jù)與液體分散介質(zhì)的關(guān)系，可分為親液溶膠和憎液溶膠兩類。與未分散的物質(zhì)相比，分散相的粒子非常小，總面積非常大，這是溶膠具有的特性。

溶脹過(guò)程和膠溶過(guò)程實(shí)際上就是膠體粒子的再分散過(guò)程。膠體粒子本身具有一定的穩(wěn)定性，比如電荷排斥，水化層的存在等。當(dāng)這些條件消失的時(shí)候，膠體粒子就會(huì)團(tuán)聚，所以加熱、加電解質(zhì)、加相反電荷的膠體等無(wú)非是去掉電荷，去掉水化層（或者溶劑層），使膠體團(tuán)聚在一起。

膠體團(tuán)聚后，有可能進(jìn)一步脫水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成化學(xué)鍵，這樣就不會(huì)再溶解，再分散了；但是也有可能重新結(jié)合水或者溶劑,這時(shí)候凝聚了的膠體粒子就體積增大（由于顆粒之間增加了溶劑），即——溶脹，甚至完全分散，溶劑化，即——膠溶。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究膠體溶脹過(guò)程：

低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）在研究基于水遷移率的聚合物網(wǎng)絡(luò)的水傳輸和微觀結(jié)構(gòu)方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）主要用于通過(guò)測(cè)量弛豫時(shí)間來(lái)闡明反映結(jié)構(gòu)異質(zhì)性和相互作用的分子遷移率。研究表明，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）是一種快速、無(wú)創(chuàng)、無(wú)損的測(cè)定水組分分布的方法。該方法可快速評(píng)價(jià)顆粒原液的團(tuán)聚與分散狀態(tài)，可用于膠體溶脹過(guò)程研究。

水泥水化過(guò)程的水-低場(chǎng)核磁分析技術(shù)

水泥加水拌合后成為既有可塑性又有流動(dòng)性的水泥漿,同時(shí)產(chǎn)生水化,隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行,逐漸失去流動(dòng)能力到達(dá)“初凝”.待完全失去可塑性,開始產(chǎn)生結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí),即為“終凝”.隨著水化,凝結(jié)的繼續(xù),漿體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢◤?qiáng)度的堅(jiān)硬固體水泥石,即為硬化。

水泥與水拌合后,其顆粒表面的熟料礦物立即與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),各組分開始溶解,形成水化物,放出一定熱量,固相體積逐漸增加。

水化是水泥產(chǎn)生凝結(jié)硬化的前提，而凝結(jié)硬化是水泥水化的結(jié)果。水泥與水拌合后，它的顆粒表面的熟料礦物立即與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，各組分開始溶解，形成水化物，放出一定熱量后，固相體積逐漸增加。

水泥的水化程度

水泥的水化程度是指在一定時(shí)間內(nèi)，水泥顆粒水化量與水泥完全水化量的比值。在純水泥體系中，由于膠凝材料只有水泥，其水化程度即是整個(gè)試樣的水化程度。國(guó)內(nèi)外關(guān)于水化程度測(cè)試法有化學(xué)結(jié)合水法、CH定量測(cè)試法、水化熱法和水化動(dòng)力模擬等方法。

水泥水化過(guò)程的水低場(chǎng)核磁分析技術(shù)原理

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)對(duì)于水泥漿體內(nèi)部不同自由程度的水分有著較高的敏感性。低場(chǎng)核磁共振技術(shù)以水分為“探針”可分析水分在漿體內(nèi)部的弛豫信息，表征水泥漿體水化進(jìn)程中微觀結(jié)構(gòu)，這使得利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)研究水泥水化程度成為可能。

橫向弛豫時(shí)間可表征早期的水泥水化反應(yīng)程度?，F(xiàn)代水泥基材料科學(xué)的研究表明，不可蒸發(fā)水的含量與材料水化反應(yīng)的程度和產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)相關(guān)，而可蒸發(fā)水的含量及其狀態(tài)與材料的抗凍性、抗腐蝕性、徐變、干燥收縮等性能關(guān)系密切。由于水泥水化反應(yīng)隨時(shí)間變化的連續(xù)性，不可蒸發(fā)水和可蒸發(fā)水的含量及狀態(tài)也在不斷變化。

低場(chǎng)核磁法用于水凝膠的溶脹性影響因素研究

溶脹是指溶劑分子擴(kuò)散進(jìn)入高分子內(nèi)部，使其體積膨脹的現(xiàn)象。溶脹行為是高分子材料的一項(xiàng)重要參數(shù)，高分子材料的平衡溶脹率會(huì)影響到材料中物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)，表面潤(rùn)濕性和機(jī)械強(qiáng)度等。很多研宄將溶脹特性作為一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)制備具有特殊應(yīng)用的智能材料。

溶脹是高分子材料特有的現(xiàn)象，其原因在于溶劑分子與高分子尺寸相差懸殊，分子運(yùn)動(dòng)速度相差很大，溶劑分子擴(kuò)散速度較快，而高分子向溶劑中的擴(kuò)散緩慢。因此，高分子溶解時(shí)首先是溶劑分子滲透進(jìn)入高分子材料內(nèi)部，使其體積增大，即溶脹。隨著溶劑分子的不斷滲入，溶脹的高分子材料體積不斷增大，大分子鏈段運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，再通過(guò)鏈段的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)而達(dá)到整個(gè)大分子鏈的運(yùn)動(dòng)，大分子逐漸進(jìn)入溶液中，形成熱力學(xué)穩(wěn)定的均相體系，即溶解階段，如下圖所示。

溶脹有兩種：

無(wú)限溶脹：線形聚合物溶于良好的溶劑中，能無(wú)限制吸收溶劑，直到溶解成均相溶液為止。所以溶解也可看成是聚合物無(wú)限溶脹的結(jié)果。例：天然橡膠在汽油中；PS在苯中。

有限溶脹：對(duì)于交聯(lián)聚合物以及在不良溶劑中的線形聚合物來(lái)講，溶脹只能進(jìn)行到一定程度為止，以后無(wú)論與溶劑接觸多久，吸入溶劑的量不再增加，而達(dá)到平衡，體系始終保持兩相狀態(tài)。

低場(chǎng)核磁法用于水凝膠的溶脹性影響因素研究：

低場(chǎng)核磁共振設(shè)備主要是檢測(cè)樣品中的H質(zhì)子。將樣品放入磁場(chǎng)中之后，通過(guò)發(fā)射一定頻率的射頻脈沖，使H質(zhì)子發(fā)生共振，H質(zhì)子吸收射頻脈沖能量。當(dāng)射頻脈沖結(jié)束之后，H質(zhì)子會(huì)將所吸收的射頻能量釋放出來(lái)，通過(guò)的線圈就可以檢測(cè)到H質(zhì)子釋放能量的過(guò)程，這也就是核磁共振信號(hào)。對(duì)于性質(zhì)不同的樣品，其能量釋放的快慢是不同的，通過(guò)這些信號(hào)差別就可以尋找規(guī)律，研究樣品內(nèi)部性質(zhì)。

低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）在研究基于水遷移率的聚合物網(wǎng)絡(luò)的水傳輸和微觀結(jié)構(gòu)方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）主要用于通過(guò)測(cè)量弛豫時(shí)間來(lái)闡明反映結(jié)構(gòu)異質(zhì)性和相互作用的分子遷移率。研究表明，低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）是一種快速、無(wú)創(chuàng)、無(wú)損的測(cè)定水組分分布的方法。

紐邁PQ001系列低場(chǎng)核磁共振分析儀

水驅(qū)剩余油分布-低場(chǎng)核磁技術(shù)

隨著水驅(qū)開發(fā)的進(jìn)行，國(guó)內(nèi)大多數(shù)油田皆已進(jìn)入高含水、高采出程度的“雙高”階段，針對(duì)二次采油未能采出的未波及區(qū)的剩余油和波及區(qū)的殘余油，認(rèn)識(shí)剩余油為油田二次采油及三次采油提供重要依據(jù)尤為重要。

剩余油分布是指剩余油在地層中的分布情況，影響剩余油分布的因素眾多，主要受靜態(tài)儲(chǔ)層(地質(zhì)的)和動(dòng)態(tài)注采狀況(開發(fā)的)雙重因素的影響。靜態(tài)儲(chǔ)層因素是根本的、內(nèi)在的因素，注采狀況(開發(fā)條件)是影響剩余油分布的外部因素。

水驅(qū)剩余油分布-低場(chǎng)核磁技術(shù)

基于核磁對(duì)氫信號(hào)優(yōu)秀的捕捉能力，在油氣藏儲(chǔ)層研究中，發(fā)揮了巨大的作用。搭配多場(chǎng)耦合配件，可以模擬地層真實(shí)高溫高壓環(huán)境，巖心（水驅(qū)油核磁共振實(shí)驗(yàn)、水驅(qū)剩余油分布實(shí)驗(yàn)、微觀驅(qū)替實(shí)驗(yàn)、多相驅(qū)替實(shí)驗(yàn)）不同尺寸孔隙中的油水信號(hào)在核磁T2譜中對(duì)應(yīng)的弛豫時(shí)間不同，隨著驅(qū)替實(shí)驗(yàn)（水驅(qū)油核磁共振實(shí)驗(yàn)、水驅(qū)剩余油分布實(shí)驗(yàn)、微觀驅(qū)替實(shí)驗(yàn)、多相驅(qū)替實(shí)驗(yàn)）的進(jìn)行，核磁T2譜隨著巖心內(nèi)部油水相態(tài)（多相驅(qū)替）的變化而發(fā)生變化，可以用定量來(lái)研究地層的油氣開采過(guò)程。同時(shí)基于核磁成像功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)驅(qū)替過(guò)程（水驅(qū)油核磁共振實(shí)驗(yàn)、水驅(qū)剩余油分布實(shí)驗(yàn)、微觀驅(qū)替實(shí)驗(yàn)、多相驅(qū)替實(shí)驗(yàn)）的各個(gè)階段進(jìn)行成像，生動(dòng)形象的觀察動(dòng)態(tài)變化。實(shí)現(xiàn)驅(qū)替過(guò)程（水驅(qū)油核磁共振實(shí)驗(yàn)、水驅(qū)剩余油分布實(shí)驗(yàn)、微觀驅(qū)替實(shí)驗(yàn)、多相驅(qū)替實(shí)驗(yàn)）中油水變化的可視化。

水驅(qū)剩余油分布-低場(chǎng)核磁儀器

MacroMR高溫高壓巖心驅(qū)替可視化系統(tǒng)能夠結(jié)合傳統(tǒng)的外圍驅(qū)替系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模擬地層高溫高壓環(huán)境，對(duì)巖心進(jìn)行全過(guò)程可視化驅(qū)替研究，可視化可以定性的評(píng)價(jià)巖心驅(qū)替情況，通過(guò)譜圖變化可定量計(jì)算出驅(qū)替量的多少；可以任意層面、多角度對(duì)巖心進(jìn)行無(wú)損切片選層觀測(cè)和分析；