Спектроскопические методы в исследовании полимеров

Как правило, характеристика молекулы полимера с точки зрения структуры, молекулярного веса и других показателей может быть проведена только для изолированной макромолекулы, т. е. в газовой фазе или в растворе исключение составляют рентгенографический и спектроскопический методы исследования, применяемые для полимеров, находящихся в твердом состоянии. Многие исследования высокомолекулярных соединений в твердом состоянии проведены преимущественно с волокнами или пластмассами. К таким исследованиям относится изучение механических и электрических свойств материалов. Однако по результатам этих исследований можно сделать выводы и о структуре полимера. Микроскопические и электронно-микроскопические исследования дают сведения о структуре полимеров, т. е. о степени упорядоченности в надмолекулярных областях, что имеет особое значение для определе- [c.191]

Используя спектроскопические методы исследования, автор рассматривает вопросы идентификации спектров свободных радикалов, образующихся при механических воздействиях. Для анализа структуры полимеров и явлений, происходящих в них под нагрузкой, применяются хорошо зарекомендовавшие себя методы электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонансов, современной голографии, а также электронная микроскопия, масс-спектрометрия и малоугловое рентгеновское рассеяние. Совокупное применение этих методов показало, что механическое разрушение полимеров происходит при совместном действии внешней силы и теплового движения. [c.5]

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ИССЛЕДОВАНИИ ПОЛИМЕРОВ [c.149]

В ч. 1 рассмотрены общие вопросы химии полимеров, различные методы определения молекулярного веса полимеров и ряд спектроскопических методов исследования макромолекул. [c.4]

Заканчивая рассмотрение результатов исследования кинетики разрущения полимеров в условиях УФ-облучения, можно сделать вывод, что весь комплекс экспериментальных данных о влиянии УФ-радиации на скорость накопления нарушений (на долговечность и скорость роста трещин) хорошо объясняется с позиций кинетической концепции прочности в предположении о суммировании скоростей радиационного и термофлуктуационного разрушения. Более того, ун<е на основании феноменологических исследований зависимости радиационной долговечности от условий испытания (напряжения, температуры, интенсивности облучения) удалось сделать ряд предположений о природе процесса фотомеханической деструкции и выявить активирующее влияние напряжения на квантовый выход фотодиссоциации. Однако, конечно, кинетическая концепция прочности не может претендовать на предсказание вида формул для Vj и xj. Для выявления природы фотомеханической деструкции и вывода обоснованных выражений зависимости Tj( r, Т, /) необходимо помимо феноменологических исследований применять и прямые методы исследования, позволяющие судить об элементарных актах, лежащих в основе явления. Показательным в этом отношении является рассмотренный пример применения метода ЭПР для исследования элементарных актов процесса фотомеханической деструкции. Польза подобных исследований, наряду с изучением феноменологических закономерностей, очевидна. Для более глубокого изучения деталей процесса фотомеханической деструкции необходимо, видимо, использовать в дальнейшем и спектроскопические методы исследования, так как предложенная выше трактовка явления не общепринята (см., например, [784 808]). [c.422]

Спектроскопия полимеров (сб. докладов Всесоюзного симпозиума по спектроскопическим методам исследования структуры полимеров, Киев, 11—13 октября 1965 г.), изд-во Наукова думка , Киев, 1968. [c.156]

В третьем томе справочника по физической химии полимеров приведены результаты исследования полимеров двумя фундаментальными физическими методами — ИК и ЯМР спектроскопией. Объединение в одном томе двух взаимодополняющих спектроскопических методов определило его специфику. В отличие от предыдущих двух томов третий том содержит большое количество иллюстраций. Результаты исследования наиболее важных промышленных полимеров и сополимеров представлены в основном в виде спектров. В таблицах дана интерпретация спектров, позволяющая получить информацию о детальном химическом строении и конформации макромолекул. Иллюстративный характер представления основной массы фактических данных наложил определенные ограничения на выбор цитируемой литературы. Чтобы восполнить хоть в какой-то мере возникший при этом пробел, авторы сочли необходимым привести список рекомендованной литературы. В связи с ограниченным объемом справочника в этот список включена библиография в основном за последние пять лет. [c.11]

Результаты химических и спектроскопических исследований полимеров изложены во многих руководствах , в связи с чем в данной книге они не рассматриваются. Методы определения молекулярного веса и формы молекул полимеров изложены подробно в главе XIX. [c.95]

Наиболее надежными способами определения двойных связей в полимерах являются физические методы исследования (спектроскопические). [c.82]

Предпочтительны, на наш взгляд, методы исследования, позволяющие контролировать индивидуальное свойство каждого из компонентов, а не суммарное свойство системы. Такие методы, как ИК-спектроскопия полимеров, хроматографический, масс-спектроскопический и химический анализ твердого остатка летучих продуктов деструкции, рентгеноструктурный анализ наполнителей и продуктов их химического взаимодействия с полимерами, проводимые на различных стадиях температурной обработки системы, характеризуют поведение каждого отдельного компонента и могут быть надежно интерпретированы. [c.129]

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) -важнейший спектроскопический метод выяснения молекулярной структуры и стереохимии органических соединений. Спектроскопия ЯМР широко применяется в органической, неорганической, металлоорганической, биологической и медицинской химии, где с ее помощью получают детальную ин юр-мацию не только о низкомолЬкулярных соедининиях, но и о синтетических и природных полимерах и макромолекулах. Кроме того, спектроскопия ЯМР находит широкое применение для исследования цутей биосинтеза, химической динамики, а также для непосредственного изучения все большего числа внутриклеточных процессов, целых органов и даже живых организмов. Эта глава, однако, посвящена главным образом определению структуры органических соединений с помощью спектроскопии ЯМР Н и С. [c.79]

В работе [356] описан ИК-спектроскопический метод определения степени кристалличности в политетрафторэтилене. Проведены [357] рентгеновские и ЯМР-исследования облученного политетрафторэтилена и полихлортрифторэтилена. Опубликован [358] обзор по спектроскопии ЯМР F фторуглеродных полимеров. Методом ЯМР показано, что в политетрафторэтилене после облучения гамма-лучами и спекания при 380 °С переплетение цепей исчезает при охлаждении [359]. Опубликованы обзоры [360, 361] по применению ЯМР для изучения твердых полимеров. [c.511]

Неупругое рассеяние нейтронов является относительно новым методом исследования низкочастотных колебаний в полимерах. Хотя этот метод не относится к ИК-спектроскопическим методам, целесообразно упомянуть о нем, так как результаты, полученные с его помощью, дополняют данные спектроскопии в дальней ИК-области и дают новые сведения о молекулярных движениях, происходящих в полимерных телах. Для более эффективного использования информации, содержащейся в спектрах рассеяния нейтронов, и для отнесения наблюдаемых полос к определенным типа.м движения молекул необходимо, как и для других спектральных методов, знать механизм взаимодействия, приводящего к рассеянию нейтронов. Опубликованы обзорные доклады, посвященные использованию этого метода для исследования полимеров [106, 1438, 1439, 1759]. Проведено сопоставление информации, полученной с помощью нейтронной спектроскопии, с тон, которую дает ИК- и КР-спектроскопия [1760]. [c.186]

Для исследования полимеров методом инфракрасной (ИК) спектроскопии предварительно желательно определить источники появления полос поглощения в спектрах. Для этого следует установить частоты колебаний характеристических групп в соответствующих низкомолекулярных соединениях и в полимерах, изучить правила отбора колебаний путем анализа симметрии полимерной молекулы или кристалла и рассчитать силовые постоянные и колебательные спектры. Если полимер содержит атомы водорода, то большую помощь может оказать изучение спектров родственных соединений, в которых атомы водорода частично или полностью замещены на дейтерий. Это дает возможность отнести ряд водородных и некоторых других частот. Кроме того, большинство полимерных образцов могут быть ориентированы тем или иным способом, а затем получены их спектры в поляризованном инфракрасном свете. Из поляризационных спектров можно определить направление, в котором наблюдается максимальное поглощение, или направление момента перехода полосы поглощения по отношению к некоторой фиксированной оси или плоскости полимерной молекулы. Когда определены как поляризация полосы, так и природа колебания, можно получить некоторую информацию относительно строения полимерной молекулы. С другой стороны, когда известно строение полимерной молекулы или кристалла, наблюдаемая поляризационная полоса может быть использована для ее идентификации. Вследствие этого использование дейтерирования и поляризационной техники при ИК-спектро-скопическом исследовании полимеров в последнее время очень резко возросло. Цель данной главы — дать общий обзор этих методов и обсудить ИК-спектры некоторых природных и синтетических полимеров. С другими аспектами ИК-спектроскопического исследования полимеров можно ознакомиться в опубликованных ранее обзорах [1—5]. [c.36]

Физические методы исследования приобретают все большее применение при изучении высокомолекулярных соединений. О таких методах, как определение удельного веса и коэффициента преломления, широко используемых для идентификации и определения чистоты полимеров, мы уже говорили ранее. Однако эти методы не могут быть использованы дJ[я более глубокого изучения полимеров и, в частности, для установления их строения. Эти задачи могут успешно решаться при помощи методов, использующих различные излучения. Такими методами являются, с одной стороны, спектроскопические методы, использующие излучения с различной длиной волны, начиная от инфракрасных лучей до ультрафиолетовых, и, с другой стороны, использование отражения от кристаллической решетки полимера рентгеновских, электронных и иных лучей. [c.161]

Методы исследования продуктов деструкции полимеров. Часто возникает необходимость оценить термическую стабильность полимерных материалов по количеству и составу газообразных и жидких продуктов деструкции, образующихся при переработке и эксплуатации полимерного материала, а также исследовать деструк-тированный полимер. Качественный и количественный состав летучих продуктов термической и термоокислительной деструкции изучается методами газо-адсорбционной и газо-жидкостной хроматографии. Идентификацию продуктов деструкции проводят с помощью эталонных веществ и другими методами масс-спектроскопическим, ядерного магнитного резонанса высокого разрешения, химическими анализами. Изменение химического строения полимера в процессе термического и термоокислительного старения изучают методами ИК- и УФ-спектроскопии. Для получения более полных данных об изменении структуры и молекулярной подвижности при деструкции полимеров может быть использован метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) широких линий. Для установления строения стабильных радикалов, образующихся в процессах деструкции полимеров, применяется метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). [c.8]

Изучалось влияние хлоридов, роданидов, стеаратов и ацетатов меди, цинка и свинца [77] на степень окисления и кристалличность полиамидов при окислении. Объектами исследования служили полигексаметиленадипамид (найлон 6,6) и сополимер соли АГ (85%) с капролактамом (15%) АК-85/15. Степень окисления после нагревания на воздухе при 200°С оценивали ИК-спектроскопиче-ским методом по интенсивности отсутствующей в исходном полимере полосы поглощения при 1715 см , соответствующей валентным колебаниям групп С = 0 в окисленном полимере. Изменение степени кристалличности также оценивали ИК-спектроскопическим методом по интенсивности полосы поглощения при 945 см , характеризующей скелетные колебания связей N—Н и С—N в кристаллической форме полиамида. Механические свойства полимера характеризовали деформацией при одноосном растяжении пленочных образцов со скоростью 30 мм/мин, надмолекулярную структуру изучали при помощи поляризационного микроскопа. Полученные данные представлены в табл. 8. [c.51]

Физико-химический анализ полимеров связан с большими трудностями, что объясняется сложным составом макромолекул. К методам анализа, позволяющим установить принадлежность исследуемого вещества к определенной группе полимеров, относятся спектроскопическое исследование, ультрафиолетовое облучение, метод сухой перегонки, элементарный анализ, определение чисел омыления. [c.31]

Применение ИКС в исследовании строения и состава каучуков началось более 60 лет назад [25, 26, 27, 28]. Первые спектроскопические работы были посвящены расшифровке спектров каучуков, одновременно появился ряд работ по изучению процессов окисления и вулканизации каучуков. Методы ИК спектроскопии совместно с пиролитической газовой хроматографией наиболее часто используют для качественного анализа полимерной матрицы, что нашло отражение в отраслевом стандарте ОСТ 38 05220-81. Резина. Идентификация полимера методом ИК-спектроскопии . [c.224]

Изложенная теория, называемая флюктуационной теорией прочности, подтверждается большим экспериментальным материа- лом. Так, в настоящее время при помощи метода инфракрасно спектроскопии показано, что под влиянием нагружения появляются напряжения в химических связях основной цепи полимера. Методом Электронного парамагнитного резонанса (глава XII) показано, что при нагружении образуются свободные радикалы, причем в процессе нагружения сигнал ЭПР растет. Масс-спектроскопические исследования продуктов термодеструкции и механической деструкции одного и того же полимера показали, что спектры, полученные в обоих процессах, совершенно идентичны. Энергии [c.229]

Hoiupta,. В работе осуществлен комплексный подход к решению структурно-аналитических и физико-химических аспектов реакций нефтехимического синтеза на основе спектроскопических, хро-матофафических и химических методов исследования, позволяющий получать качественно новую информацию. Впервые получен комплекс экспериментальных данных структурных, аналитических, кинетических и закономерностей реакций процессов синтеза алкилфенолов и сукцинимидов, которые составили теоретическую базу технологических процессов синтеза алкилфенолов с высокомолекулярными радикалами линейного строения и высокомолекулярных сукцинимидных присадок. Разработаны новые комплексные спектрально-хроматографические методы анализа молекулярных систем в процессах синтеза компонентов поверхностно-активных веществ, присадок, высокочистых полифениловых эфиров, спектроскопические методы определения антиокислительной активности ингибиторов при термоокислении полимеров и энергетических характеристик конформаций вы- [c.8]

Установить тин взаимодействия адгезива с субстратом, выявить характер связей, возникших в зоне контакта, представляется важной задачей при изучении механизма адгезии полимеров. Наиболее широкое применение при изучении характера взаимодействия полимеров с различными субстратами находит ИК-спектроскопия. Методы ИК-спектроскопического анализа подробно описаны в специальных руководствах [201—205]. В числе этих методов можно отметить следующие исследование тонких пленок (10—40 мкм), исследование брикетированных образцов (анализируемый объект прессуют в таблетку с веществом, прозрачным в рабочей области спектра, нанример КВг), применение полного внутреннего отражения. Методом тонких пленок изучали, [c.28]

Исследована [4] связь переходов первого и второго рода, наблюдаемых при дифференциальном термическом анализе, с содержанием цис транс-структур в полипентенамерах. Показано, что термический анализ является быстрым и точным методом исследования полимеров в том случае, если количественная оценка данных проводится при помощи ИКС или другого спектроскопического метода определения состава. Проведены [5] количественные измерения изомерного состава полипентенамера с использованием спектров ЯМР С. [c.454]

С двойным лучепреломлением полимеров связано возникновение явления фотоупругости (в механическом поле), эффекта Керра (в электрическом поле) и эффекта Коттона—Мутона (в магнитном поле). Фотоупругость полимеров зависит от их фазового и физического состояния. Метод фотоупругости используется для изучения характера распределения внутренних напряжений в полимерах без их разрушения [9.4]. Изучая эффект Керра в полимерах, можно оценить эффективную жесткость полярных макромолекул, мерой которой служит корреляция ориентаций электрических диполей вдоль цепей [9.5]. Наблюдение эффекта Коттона — Мутона (проявление дихроизма в магнитном поле), обусловленного диамагнитной восприимчивостью и анизотропией тензора оптической поляризуемости, позволяет оценивать значения коэффициентов вращательного трения макромолекул полимеров. Все эти методы исследования оптических свойств полимеров получили широкое распространение и, так же как и спектроскопические методы, в достаточной мрпл описаны в литературе [9.6 50]. [c.234]

Получение характеристик фракций обычно заключается в определении молекулярного веса одним из принятых методов, например вискозиметри-ческим, ультрацентрифугированием, рассеянием света или осмометрическпм. Можно использовать также другие методы. Часто проводят исследование спектроскопическим методом, если необходимо фракционирование по химической природе молекул полимера, а не по молекулярным весам. [c.94]

I Наличие или отсутствие структурных элементов в некристаллических полимерах прежде всего выясняли с помощью структурных методов, к которым относятся методы дифракции рентгеновых лучей, электронов и нейтронов. К структурным методам можно также отнести широко используемый при исследовании полимеров метод электронной микроскопии, а также методы световой микроскопии, светорассеяния и спектроскопические методы (ЯМР, ИКС) и др. [c.24]

Настоящий обзор посвящен анализу экспериментальных данных, полученных другим массч пектрометрическим методом, который называют масс-спектрометрией напряженных полимерных образцов (МСНПО). При исследовании полимера этим методом образец подвергают действию механического напряжения и летучие компоненты, выделяющиеся из образца, анализируются с помощью масс-спектро-метра. Весь эксперимент, включая создание напряжения в образце, осуществляют непосредственно в камере с ионным источником масс-спектрометра. Получаемые этим методом экспериментальные данные дают информацию об изменениях в полимере, связанных с выделением летучих продуктов. В сочетании с другими спектроскопическими методами масс-спектрометрия летучих продуктов позволяет получать информацию о химических процессах, протекающих в полимере под влиянием механических напряжений. [c.59]

Проведено [270] исследование линейных полиэтиленов методом светорассеяния. Поверхности сульфированного полиэтилена изучены [271] спектроскопически методом нарушенного полного внутреннего отражения. Опубликованы [272] данные об изучении полиэтилена методом термолюминесценции. В обзоре [273] рассмотрены работы, в которых изучены реооптические свойства и инфракрасный дихроизм образцов полиолефинов и блок-сополимеров моноолефинов. С использованием гидрированных и дейтернрованных полимеров определены [274] конфигурация случайных клубков полиэтилена и их радиус вращения. Приве- [c.82]

Наличие радикалов положительно сказывается на адгезионной способности полимеров. Так, повьпиение концентрации парамагнитных центров на поверхности углеродного волокна обусловливает не менее чем двухкратный рост прочности эпоксифенольных углепластов [782]. Тот факт, что наблюдаемый эффект связан с генерированием свободно-радикальных соединений, подтверждается прямой корреляцией между сопротивлением отрыву волокна от матрицы и отношением концентрации парамагнитных центров к удельной поверхности субстрата. Аналогичные данные получены при исследовании закономерностей изменения прочности эпоксидных смол, армированных углеродными волокнами, окисленными горячим воздухом [728]. Наличие свободных радикалов существенно для кинетики образования адгезионных соединений самых различных субстратов-от силикатов [783] до древесины [784]. Прочность клеевых соединений непосредственно связана с эффективностью образования макрорадикалов при механической обработке полимеров в условиях, замедляющих скорость рекомбинационных процессов [785]. Наличие свободных радикалов в этом случае установлено как ИК-спектроскопическим методом, так и по взаимодействию обработанной поверхности с 1,1-дифенил-1,2-пикрилгидразилом. [c.193]

В т. I изложены основы химии и физики полимеров, кинетика образования высокомолекулярных веи1естн, физико-химические и механические методы исследования, а также методы переработки полимеров. Рассматриваются реитгеиографи-ческие и спектроскопические способы изучения структуры полимеров, методы определения молекулярных весов, электрофизика высокомолеку-лярны.х соединений. [c.4]

В последнее время возрос интерес исследователей к новому и весьма перспективному разделу химии ВМС — межцепным взаимодействиям полимеров. Целью настоящей работы является изучение термодинамики межцепных взаимодействий полимеров на примере комплексообразования полиэпихлоргидрина (ПЭХГ) и полиоксиэтилена (ПОЭ) в разбавленных бензольных растворах и отработка методов обсчета экспериментальных данных. В качестве основного метода исследования был выбран метод обратной осмометрии [1], позволяющий изучать изменения среднечисловой молекулярной массы (М ) в растворах макромолекул в зависимости от температуры, концентрации полимеров и их соотношения. Предварительно несколькими физико-химическими методами, в частности ИК.-спектроскопическим, калориметрическим и методом обратной осмометрии, показано наличие полимер—полимерных взаимодействий в системе ПОЭ—ПЭХГ. Поскольку при раз влении раствора ПОЭ—ПЭХГ происходит уменьшение Мп вплоть до Мг. механической смеси полимеров, можно говорить об обратимости и равновесности процесса комплексообразования данных полимеров. [c.49]

Спектроскопические исследования полимеров начаты сравнительно недавно и даже для полимеров простейшей структуры достаточные данные для полной расшифровки их спектров пока отсутствуют. Чтение спектров затрудняется еще и тем, что в подавляющем большинстве -случаев невозможно получить полимер в виде монокристалла, пригодного для анализа, наличием в полимере аморфной фазы, наряду с кристаллической, неодинаковой длиной макромолекул, а также различными дефектами (боковые ответвления, звенья аномальнопо строения и т. д.). Однако частоты колебаний функциональных групп и кратных связей мало зависят от размера молекулы и характерные для них линии в спектрах полимеров остаются такими же, как и в спектрах иизкомолекулярных веществ. Это позволяет использовать спектроскопический метод для анализа типа функциональных групп полимеров. [c.30]

Актуальное научное значение имеют корреляционные исследования спектроскопических и физико-химических констант гидроксила-функциональной группы фенолов, дальнейшее внедрение методов молекулярной спектроскопии в практику нефтехимических исследований, в химию и технологию полимеров, в медико-биологические исследования, в учебный процесс и научно-исследовательскую работу студентов. Достигается интеграция науки и образования, фунда-ментализация — главное направление совершенствования учебного процесса в вузах. [c.6]

Результаты хцми теских и спектроскопических исследований П( лимеров изложены во многих руководствах - , в связи с чем в да) ной книге не рассматриваются. Методы определения молекуля ного веса и формы молекул полимеров описаны в гл. ХУН1. [c.98]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология