本研究將聚乙烯醇(PVA)(聚合度＝1750±50) 與苯乙烯磺酸鈉(sodium
styrenesulfonate;SSS) ，以ammonium cerium(IV) sulfate 為起始劑於60℃下反應
36小時進行接枝共聚合。餵入不同含量的SSS 於接枝共聚物中，使用紫外光－可見光
(UV-Vis)光譜儀，紅外光譜儀(FT-IR) 探討接枝共聚物的組成；UV光譜鑑定共聚物中
苯環的吸收，FT-IR 光譜鑑定接枝共聚物的磺酸基吸收。由平衡含水率的實驗結果發
現接枝率在0.017wt%以下的水膠其平衡含水率小於硝酸交聯PVA 水膠的含水率，而接
枝率大於0.017wt%的水膠其平衡含水率則大於硝酸交聯PVA 水膠的含水率，含水率皆
隨接枝率增加而遞增。根據應力(stress)－應變(strain)關係測定膨潤水膠之彈性模
數(modulus) ，並根據Flory 的橡膠彈性理論計算水膠網路的交聯密度(crosslink
density)υe 及Flory-Huggins 交互作用參數χ，所求得之χ值隨接枝量增加而遞減
。將χ分為dnthalpy(χH) 項及entropy(χS)項。而根據χH 所求得水的部份莫耳混
合焓(partial molar enthaply of mixing)△H1則隨接枝率增加而遞減。使用slip-
link模型所求得slip-link 數目Ns為負值，與crosslink 數目Nc的比值Ns/Nc 之絕對
值隨接枝率增加而遞增，顯示隨接枝率增加，網路中物理交聯度所佔比例增加，而網
路中所含水份使水膠網路產生解纏(disentanglement) 效果，降低網路的自由能。
將己達平衡膨潤的聚（乙烯醇－苯乙烯磺酸鈉）接枝共聚物水凝膠，使用螢光光譜儀
測定水膠在20℃-60℃ 下的螢光光譜圖。結果顯示在20℃的螢光光譜圖中，激基締合
物(excimer) 波峰隨接枝率增加，而漸趨狹窄，且波峰位置有紅位移(red shift) 現
象，顯示激基締合物漸趨穩定。激基締合物螢光伋射強度Ie與單體發色團(monomer)
發射強度Im之比值Ie/Im 則隨接枝率增加而增加，顯示形成激基締合物的苯乙烯磺酸
鈉分子增加，且有逐漸產生群聚(cluster) 現象的趨勢。當溫度上升，Ie/Im 值則隨
之下降，由Birks 機構，顯示溫度上升，激基合物逐漸解離。使用Birks 機構與
Gibbs 自由能關係式計算激基締合物結合能(binding energy)△H° 隨接枝率增加而
增加，由Jablonski 的能階圖，顯示激基締合物的能階隨之降低，故回到基態時所釋
放的能量減少，而產生紅位移現象，與20℃之螢光光譜圖所得的結果相同。使用
Perrin方程式計算旋轉相關時間(rotational correlation time)τc，結果顯示τc
受接枝率影響不大。但溫度上升，τc 減小。顯示溫度上升，使水膠內的苯乙烯磺酸
鈉以旋轉方式去偏極(depolarization)。使用τc 與溫度之Arrhenius 關係式計算螢
光基團的旋轉活化焓(activation enthalpy)△Hτ，結果顯示△Hτ 受接枝率影響不
大，顯示苯乙烯磺酸鈉分子吉圍微環境(microenviroment) 並無太大改變。
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