中文摘要：

因体积相变功能可作为传感器的聚乙烯基甲基醚（PVME）的水溶液体系最近被发现具有"双重相图"的特征，本项目从研究PVME与水分子的氢键及范德华相互作用入手，通过光谱实验、理论计算与振动光谱的模拟，考察水分子在该聚合物链上聚集的结构特征，考察PVME链在水的影响下局部构象分布变化的倾向性，弄清高分子溶剂化的相互作用结构细节,阐明该体系具有"双重相图"的分子机理。本研究的结果将为设计出具有特殊性能的软物质材料提供依据，将对高分子凝聚态物理与材料科学的发展产生有意义的影响。

结论摘要：

PVME/H2O体系具有"双重相图"，即该体系的低临界共溶温度曲线有两个最小值，呈"W"型。为了研究这种特殊相行为产生的根本原因，从分子水平上揭示体系发生相变时，PVME与水之间的相互作用以及PVME分子链本身构象的变化，我们通过光谱实验、理论计算和分子动力学模拟，考察了水分子在聚合物链上聚集的结构特征和PVME链在水影响下的局部构象变化，发现聚合物与水形成的氢键比水之间形成的氢键强，并且在各浓度下，水分子并不能均匀地分布在聚合物结构单元上，即使在很稀的溶液中，仍然有醚氧没有和水分子形成氢键。这说明在溶液中，不但高分子链间有紧密的接触，而且高分子链内的链段间也有紧密的接触，导致链上的一些醚氧不能和水分子有效地接触而形成氢键。在较低浓度下氢键和准氢键协同作用，而在高浓度区起主导作用的则是醚氧和水之间的氢键作用。我们认为这种相互作用构型上的差异是产生这种"双重相图"的分子机理。本研究的结果将为设计具有特殊性能的软物质材料提供依据，对高分子凝聚态物理与材料科学的发展产生有意义的影响。