本论文试图围绕复杂流体领域几个根本问题,即混合溶剂体系中的大尺度结构、无皂乳液聚合早期粒子分布与单分散性粒子的生成机制展开探讨。主要由两部分工作组成:　　 (一).针对动态光散射(dynamiclightscattering,DLS)研究混合溶剂发现的慢弛豫模式,设计新的实验与手段来研究:　　 四氢呋喃/水(THF-水)共混物在远离相边界处,比如4.5mol%的THF水溶液,不仅表现出密度涨落引起的快弛豫模式,而且可以观察到慢弛豫模式。我们使用紫外一可见光光谱(UV-vis)、DLS与小角中子散射(smallangleneutronscattering,SANS)研究了4.5mol%THF-水共混物中DLS慢弛豫模式的来源。我们发现,商业化的THF中痕量的2,6-二叔丁基对甲苯酚(Butylhydmxytoluene,BHT)抗氧化剂强烈的影响着慢弛豫模式,并且可以帮助我们认识它。含BHT时,慢弛豫模式归结于BHT核与富THF相的壳组成的核壳结构。BHT具有疏水性,被富THF相稳定在共混溶剂中。由于BHT与混合溶剂间存在较大“衬度”,它可以起到“跟踪器”的作用,使得大尺度结构可以通过SANS“观察”到。因此,我们研究了慢弛豫模式的BHT浓度依赖性。使用蒸馏法除去BHT后(尚无法做到绝对纯的THF),慢弛豫模式仍然存在,并可以归结于松散的THF富集相,或分散在基体中的纳米气泡。然而,纳米气泡的“衬度”比BHT大,理论上来说SANS可以观察到,实验上却没有;如果慢弛豫模式归结于松散的聚集体,其产生的物理机制有待进一步解决。　　 (二).针对混合溶剂为基体的乳液聚合,研究早期粒子的结构与分布,以及单分散胶粒的产生机制:　　 上世纪中叶,Lamel及其合作者研究硫代硫酸钠与盐酸制备单分散硫磺胶粒时提出,如果所有粒子同时产生,一起生长,最终可以产生尺度一致的胶粒。对于无皂乳液聚合,理论上有很多模型来描述早期粒子的产生与分布,但缺乏实验依据,并不能证明胶粒产生之初就具有单分散性。为了直接观测到反应初期的粒子分布,我们通过选择合适的反应条件,直接合成了大量含带电端基(-SO-4)的聚苯乙烯(polystyrene,PS)低聚物。然后,我们通过微观相反转法研究了PS低聚物在丙酮.水共混物中进行的自组装。如果早期表面活性短链与在组装体中呈现一致性,该研究展现了无皂乳液聚合早期的粒子分布场景。粒子呈现多分散性分布,我们观察到最小的1.1nm胶粒可以归结于“临界核”,其稳定性主要由表面电荷分布与密度控制。然而,即使早期反应产生粒子分布很宽,因为不同尺度粒子的生长速度不同,最终仍会趋于单分散。我们在反应体系中使用大尺度胶粒作为种子粒子,控制单体的散射贡献,使用DLS“原位”研究了不同尺度粒子生长的竞争性。依据Vanderhopff等人提出的竞争增长模型发现,因为不同尺度胶粒内活性自由基数目有区别,粒子体积生长的速度有尺度依赖性。该研究全面的研究了无皂乳液聚合早期到晚期的粒子尺度变化,从动力学层面上澄清了单分散性纳米小球的产生机制。