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摘要：
本文应用~(13)C NMR技术探究了星形聚苯乙烯（SPS）在不同浓度下的分子运动行为。结果发现，随着浓度的增加，SPS分子的运动趋势出现由快速旋转向慢速转动的转变。通过分析弛豫时间数据，确认了这种转变是由于SPS分子间的简并交叉导致的。此外，还发现在高浓度下SPS分子之间的交换相对较快，而在低浓度下则相对较慢。这些结果表明SPS分子在溶液中不仅存在较大的自由度，还具有复杂的分子交互作用。
关键词：星形聚苯乙烯；~(13)C NMR技术；分子运动；交换动力学；弛豫时间
引言：
星形聚苯乙烯（SPS）是一类以苯乙烯为主要单体的高分子化合物，其分子结构独特，以多个烷基环团作为中心向外辐射多条支链。近年来，SPS得到了广泛的关注，研究发现其具有广泛的应用前景，如材料、药物、粘合剂等领域。然而，由于SPS分子的结构和形状复杂，替代基也不同，因此其在溶液中的分子运动和结构性质仍不清楚。
核磁共振（NMR）技术作为一种无损方法，被广泛应用于研究高分子材料的分子结构，动力学和相互作用。其中，~(13)C NMR技术是一种重要的手段，能够提供分子的核磁共振信号，反映出分子运动和排列方式。因此，本文使用~(13)C NMR技术研究SPS在溶液中的分子运动和交互作用。
实验：
实验过程中所选用的样品为SPS，其分子式为（PS）6其中PS分别以1,2-二叔丁基苯环、2,4,6-三甲基苯等为母体化合物，经过控制链长度和控制枝臂的数量和长度得到。实验过程主要包括NMR样品制备和~(13)C NMR测试。在样品制备中，首先将SPS样品溶解于氯仿中，然后放置在4℃下24小时，使其充分溶解。在NMR测试中，使用JEOL ECA 500兆赫氢质子核磁共振仪，采用CDCl3作为NMR溶剂，测量样品在不同浓度下的弛豫时间，用于分析其运动行为和交互作用。
结果：
图1显示了SPS在不同浓度下的~(13)C NMR谱图。³³时，峰的强度逐渐增加，表示SPS的分子量和浓度都在增加。同时，峰的宽度也逐渐变窄，表示SPS的分子运动在减速。这表明SPS在不同浓度下的分子运动趋势不同，需要进行进一步分析和讨论。
图1 SPS在不同浓度下的~(13)C NMR谱图（浓度从下到上逐渐增加）
接下来，我们分析SPS在不同浓度下的弛豫时间。³（EEA）浓度下的弛豫时间，分别为T1（顺磁弛豫时间）和T2（横磁弛豫时间）。结果表明，在该浓度下，SPS的分子在高速旋转，导致T1时间明显短于T2时间。³时，T1时间和T2时间趋近于相等，表明SPS的分子运动呈现出转型行为。
图2 ³（EEA）浓度下的弛豫时间
为了更好地理解SPS分子运动的变化，我们对SPS在不同浓度下的弛豫时间数据进行进一步分析。图3显示了SPS分子在不同浓度下T1/T2和浓度之间的关系。可以看出，随着SPS浓度的增加，T1/T2比值逐渐降低，说明分子旋转的速率在减慢。同时，浓度越低，T1/T2比说也越低，说明分子之间的交换作用越少。这与SPS分子的形态和结构有关，其分子和枝臂之间的交叉连结导致了不同方向的运动和交换。
图3 SPS在不同浓度下T1/T2和浓度之间的关系
讨论：
通过本文的实验结果，我们认为SPS分子在溶液中的运动和交互作用与其分子结构和形态密切相关。随着浓度的增加，SPS分子的运动趋势由快速旋转向慢速转动转变。通过分析弛豫时间数据，我们发现这种转变是由于SPS分子间的交叉简并所引起的。此外，我们还发现在高浓度下SPS分子之间的交换相对较快，而在低浓度下则相对较慢。这些结果表明SPS分子在溶液中不仅存在较大的自由度，而且具有比较复杂的分子交互作用。这些结果对于深入理解SPS的相互作用和应用具有一定的意义。
结论：
本研究使用~(13)C NMR技术研究了SPS分子在不同浓度下的分子运动行为和交互作用。结果表明随着浓度的增加SPS分子的运动趋势由快速旋转向慢速旋转转变，这种现象是由于SPS分子间的交叉简并作用。此外，我们还发现在高浓度下SPS分子之间的交换相对较快，而在低浓度下则相对较慢。这些研究结果对于优化SPS的结构和性能具有重要意义。