Применение ЭПР-спектроскопии в исследованиях полимеров

ПРИМЕНЕНИЕ СПЕКТРОСКОПИИ КР ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПОЛИМЕРОВ [c.293]

Применение С-ЯМР-спектроскопии в исследовании полимеров [c.330]

ПРИМЕНЕНИЕ ЭПР-СПЕКТРОСКОПИИ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ПОЛИМЕРОВ [c.361]

Для исследования полимеров наибольшее применение нашли ИК-спектроскопия и ядерный магнитный резонанс. Метод ИК-спектроскопии основан на способности вещества излучать или поглощать электромагнитные волны в инфракрасной области спектра. [c.26]

Применение ультрафиолетовой спектроскопии в исследовании полимеров ограничено соединениями, содержащими хромофорные группы, это, в частности, полнены, ароматические полимеры группами. [c.221]

С помощью спектроскопии электронного парамагнитного резонанса можно обнаружить неспаренные электроны и получить полезную информацию о ближайшем окружении электрона. Как правило, химической частицей, содержащей неспаренный электрон, является свободный радикал. Таким образом, в принципе можно идентифицировать свободные радикалы и измерять их в очень малых концентрациях (до 10 моль л) при наиболее благоприятных условиях. Благодаря этому ЭПР получил широкое применение при исследовании реакций полимеров. Этот тип спектроскопии оказывает теперь большую помощь при детальных исследованиях таких процессов, как полимеризация, окисление — восстановление, деструкция, радиационные и фотохимические эффекты и даже вальцевание полимеров. [c.407]

В Энциклопедии рассматриваются методы иромышленных и лабораторных испытаний полимерных материалов, специфика применения общих физических методов для исследования полимеров ( Колебательная спектроскопия , Калориметрия и др.). [c.6]

Применение спектроскопии ПМР обусловило существенный прогресс в исследовании конфигурационной последовательности в полимерных системах [1]. Это отражается в огромном числе публикаций, в которых рассматриваются различные методики, ставшие в настоящее время общепринятыми способами изучения строения полимеров. Для многих полимеров оказалось возможным идентифицировать повторяющиеся конфигурационные последовательности, содержащие до пяти звеньев (пентады). Следовало ожидать, что больший диапазон химических сдвигов углерода расширит структурные и конформационные приложения метода ЯМР в случае как растворов, так и твердых тел. В настоящей главе описаны некоторые конкретные приложения спектроскопии ЯМР С для изучения полимеров. [c.183]

Спектр НПВО не вполне идентичен спектру, полученному обычным путем, но имеет довольно большое сходство с ним. Различие между спектрами возрастает при приближении угла падения к критическому. Однако, чем дальше от критического угла, тем меньше поглощение. Таким образом, чтобы получить удовлетворительную чувствительность, нун<но увеличить число отражений. Наибольшее применение спектроскопия НПВО нашла при исследовании непрозрачных твердых материалов, в том числе каучука и других полимеров, адсорбированных на поверхностях пленок, красок и других покрытий. [c.125]

Настоящая книга наиболее полезна инженерам и исследователям, работающим в области синтеза и исследования полимеров и не применявшим ранее или применявшим ограниченно ИК-спек-троскопию в своих работах, но желающих применять ее более широко в дальнейшем. Читатель найдет в книге как исходные данные о спектрах, так и общую методологию применения ИК-спектроскопии к решению структурных проблем. [c.12]

Целлюлоза — широко распространенный натуральный полимер, давно нашедший техническое применение. Ее исследование методом ИК-спектроскопии началось также давно. Однако полная интерпретация спектра целлюлозы все еще затруднительна. Такое положение связано со сложной структурой мономерного звена макромолекул целлюлозы [c.387]

Направление научных исследований синтез органических соединений серы, фосфора, фтора, производных ацетилена, разных специальных продуктов, биологически активных веществ, биологически разлагаемых детергентов полимеризация и изучение свойств высокомолекулярных соединений (привитые сополимеры, термостойкие полимеры, ионообменные мембраны, адгезивы) разработка и внедрение новых методов синтеза на пилотных установках, методов анализа в области применения ядохимикатов улучшение техники контроля и техники безопасности исследования в области ферментов и ферментационных процессов изучение микроструктуры соединений с помощью рентгеновских лучей, электронной микроскопии, ядерного магнитного резонанса, УФ-, ИК-спектроскопии и спектров комбинационного рассеяния микроанализ физико-химические исследования полимеров (хроматография, техника адсорбции, кинетика реакций, катализ) изучение свойств твердых тел (например, углей, графитов), аэрозолей очистка воды и воздуха от промышленных загрязнений. [c.341]

В последнее время применение высокомолекулярных веществ (полимеров) приобретает исключительно важное значение. При изучении, строения полимеров наряду с химическими применяется ряд физических, методов исследования, в особенности методы инфракрасной спектроскопии. [c.261]

Наряду с методом ЭПР значительное применение в исследовании радиационнохимических процессов в твердых телах нашли методы оптической спектроскопии, а также измерения электрических эффектов, наблюдающихся ири радиолизе и после него. В исследованиях, выпо.л-ненных под руководством X. С. Багдасарьяна [212], оптическими методами был изучен механизм образования катион- и анион-радикалов в полимерах и органических стеклах. Обнаружилось сильное косвенное действие, приводящее, в частности, к эффекту защиты, и установлена антибатность между защищающим действием добавки и ее ионизационным потенциалом. [c.52]

Ни одна группа экспериментальных методов не имеет такого разнообразного применения для исследования растворов макромолекул, как методы, основанные на взаимодействии макромолекул с излучением в различных участках электромагнитного спектра. Наблюдаемые эффекты можно разделить на несколько категорий. Если квант излучения соответствует энергетическому переходу в молекулах растворенного вещества, который разрешается согласно квантовомеханическим представлениям, то излучение будет поглощаться. Этот принцип используется в спектроскопии и дает информацию, типичную для соответствующего участка электромагнитного спектра. Метод спектроскопии наиболее пригоден для изучения сложных макромолекул, которые трудно исследовать с помощью классических методов анализа. Однако использование спектроскопии не ограничивается растворами макромолекул, и мы будем рассматривать этот метод лишь в тех случаях, когда его применение для исследования макромолекулярных растворов дает результаты, которые не могут быть получены путем аналогичного исследования полимеров в массе. [c.170]

Инициаторы, такие, как перекись водорода [6] и азосоединения, содержащие функциональные группы, были успешно использованы для установления механизма обрыва цепи. Концентрацию функциональных групп в полимере, полученном в присутствии указанных инициаторов, можно определить химическим методом или методом инфракрасной спектроскопии. Указанные аналитические методы применимы только для исследования полимеров низкого молекулярного веса, учитывая необходимость относительно высокой концентрации функциональных концевых групп в исследуемом полимере. При применении этого метода было показано, что обрыв цепи при полимеризации стирола [13], бутадиена и изопрена [14] происходит в результате рекомбинации. [c.273]

В этой главе рассмотрены некоторые возможности и пределы применения и других методов исследования полимеров. Особый интерес для механохимии представляют изменения среднечисловой молекулярной массы и ММР, которые будут обсуждены ниже. Полный анализ всех продуктов механохимических превращений, в том числе и нерастворимых, обычно не представляет особых затруднений благодаря существованию таких эффективных методов, как ИК-спектроскопия [206], пиролиз и масс-спектроскопия. Контроль механохимического процесса может осуществляться с помощью времяпролетного масс-спектрометра, позволяющего проводить анализ газов, выделяющихся из полимеров в процессе их нагружения [629, П97]. Однако газы, выделяющиеся из некоторых находящихся под напряжением полимеров, являются в основном остатками непрореагировавшего мономера, а не продуктами деструкции полимера [295]. [c.121]

Применение инфракрасной спектроскопии для характеристики полимеров включает следующие основные исследования [c.245]

Применение ближней инфракрасной спектроскопии для характеристики полимеров позволяет проводить исследования в следующих основных направлениях [c.260]

Структурно-групповой анализ — качественное и количественное определение некоторых связей и групп атомов (функциональных групп) в молекулах неизвестного строения и сложных продуктах — важнейшее применение инфракрасной спектроскопии в химии. Его основой является наличие примерно постоянных характеристических полос у опредГеленных групп атомов — спектральных функциональных групп . Методы структурно-г])уппового анализа широко используются в хпмии и быстро совершенствуются повышаются надежность и точность получаемых сведений и, главное, степень подробности этих сведений. В частности, исследование полимеров (попиэтены, каучуки и др.) дало под])обные сведения о количественном ooтнoшe ши и взаимной ориентации различных структурных элементов их молекул, о кристалличности полимеров, об изменениях при старении, окислении, действии ионизирующего излучения и т. д. [c.499]

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]

Открытие Циглером в 1955 г. инициаторов для полимеризации этилена (галогениды металлов — металлалкилы) произвело подлинную революцию в химии полимеров. Затем Натта и его коллеги в Милане показали, что подобные каталитические системы могут быть использованы для получения полимеров с контролируемой стереохимией из широкого ряда винильных и диеновых мономеров [1,2]. Высокостереорегулярные полимеры способны кристаллизоваться и могут быть изучены рентгенографическим методом. Полимеры с более низкой регулярностью обычно не кристаллизуются (это соблюдается не всегда), однако их свойства могут сильно зависеть от степени стереохимической регулярности. Ранние исследования [3—5] влияния стереорегулярности цепи на кристаллизуемость и другие физические свойства осложнялись тем, что не было прямых экспериментальных измерений конфигурационных последовательностей. Применение спектроскопии ЯМР высокого разрешения [6—8] для исследования этих полимеров открыло возможность проведения таких измерений и позволило сравнить реальные полимерные цепи с теоретическими предсказаниями [9—12]. [c.77]

Можно полагать, что возможности спектроскопии ЯМР широких линий в отношении оценки молекулярных движений в полимерах резко возрастут при распространении недавно разработанных усо-"вершенствований, например предложенных МакКоллом [13] (ядер-ная магнитная релаксация во вращающемся поле). Применение спек> троскопии ЯМР широких линий для исследования полимеров рассмотрены в обзоре Шлихтёра [16] — одного из пионеров этой области исследований. [c.230]

Другой пример применения инфракрасной спектроскопии для исследования полимеров представляют собой исследования Брайан и Вотера (и более ранние работы, например, Фокса и Мартина ), выполненные на полиэтилене. Эти исследователи обнаружили, что в спектре полиметилена (продукт полимеризации СН Ыг) имеется два пика—при 1368 и 1354 слГ (7,31 и 7,39 мк на рис. 27), которые можно приписать веерным колебаниям СН -групп. (Те же самые пики имеются и в полиэтилене, получен- [c.101]

В работе [1420] рассматривалось применение спектроскопии ЭПР и термогравиметрии для изучения тер.мической деструкции поливинилхлорида и хлорированного поливинилхлорида. Были исследованы образцы порошкообразного поливинилхлорида, ряд хлорированных ПВХ с различным содержанием хлора и стандартный поливинилхлорид в качестве образца сравнения. Были определены температуры, при которых наблюдается возникновение сигнала ЭПР, и скорости его возникновения и исчезновения в определенных условиях. Для этих же образцов температуры, при которых начинается потеря массы п наблюдается максимальная скорость дегидрохлорирования, определяли методом ДТА. Кроме того, были рассчитаны эффективные параметры активации при разных степенях конверсии. Полученные данные свидетельствуют о том, что как в инертной, так и в кислородсодержащей атмосфере в изученных полимерах уже на ранних стадиях термической деструкции образуются макрорадикалы. Метод ЭПР применяли [1421] для изучения процесса радиационного окисления ПВХ. Получены [1422, 1423] спектры ЭПР подвергнутого термообработке ПВХ. Исследование промежуточных продуктов реакции в (-облученном поливинилхлориде методом ЭПР проведено в работе [1424]. [c.307]

Поглощение излучения растворами, содержащими макромолекулы или низкомолекулярные растворенные вещества, можно исследовать в трех участках электромагнитного спектра, соответствующих различным типам поглощения излучаемой энергии системой. В области видимого и ультрафиолетового (УФ) света излучение вызывает возбуждение электронов. Органические молекулы поглощают видимый свет лишь в том случае, если они содержат большие резонирующие системы, а макромолекулы этого типа в растворе не изучались. Однако в некоторых случаях сильное поглощение видимого света обусловлено образованием комплексов ионов переходных металлов с макромолекулами, как, например, при исследовании гемоглобина и других белков, содержащих железо-порфириновый комплекс, связанный с макромолекулой [488]. Узко специфические проблемы, касающиеся спектроскопии таких материалов, рассматриваться не будут, и наше обсуждение будет ограничено нрименением УФ-спектроскопии, которая находит широкое применение при исследовании макромолекул. Спектральное поглощение в инфракрасной (ИК) области возникает в результате переходов между вращательными и колебательными уровнями. Как УФ-, так и ИК-спектроско-пия являются мощными средствами анализа полимеров. В качестве примера можно привести использование УФ-спектров для аналрхза сополимеров стирола или винилииридина с неароматическими сомономерами, а также применение ИК-спектроскопии для исследования 1Л-цис-, [c.172]

Поглощение излучения растворами, содержащими макромолекулы или низкомолекулярные растворенные вещества, можно исследовать в трех участках электромагнитного спектра, соответствующих различным типам поглощения излучаемой энергии системой. В области видимого и ультрафиолетового (УФ) света излучение вызывает возбуждение электронов. Органические молекулы поглощают видимый свет лишь в том случае, если они содержат большие резонирующие системы, а макромолекулы этого типа в растворе не изучались. Однако в некоторых случаях сильное поглощение видимого света обусловлено образованием комплексов ионов переходных металлов с макромолекулами, как, например, при исследовании гемоглобина и других белков, содержащих железо-порфириновый комплекс, связанный с макромолекулой [488]. Узко специфические проблемы, касающиеся спектроскопии таких материалов, рассматриваться не будут, и наше обсуждение будет ограничено применением УФ-спектроскопии, которая находит широкое применение при исследовании макромолекул. Спектральное поглощение в инфракрасной (ПК) области возникает в результате переходов между вращательными и колебательными уровнями. Как УФ-, так и ИК-спектроско-пия являются мощными средствами анализа полимеров. В качестве примера можно привести использование УФ-спектров для анализа сополимеров стирола или винилпиридина с неароматическими сомономерами, а также применение ИК-снектроскопии для исследования 1,А-цис-, 1,А-транс- или 1,2-присоединения в полибутадиене. Такой анализ основан на предположении, что вклады, вносимые мономерными остатками в измеряемую оптическую плотность, аддитивны. Для большого числа случаев это предполон<ение, но-видимому, является очень хорошим приближением. Однако следует заметить, что такие спектроскопические исследования в целом не зависят от растворимости образца и поэтому выходят за рамки нашего обсуждения, предметом которого УФ- и ИК-спектры являются лишь постольку, поскольку они специфически характеризуют растворенные молекулы. Совершенно иным является положение для поглощения в радиочастотной области, вызванного квантованными переходами в ориентации магнитных моментов некоторых атомных ядер во внешнем магнитном ноле. Разрешение, достигаемое нри исс. те-довании методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР), значительно выше для жидких образцов, чем для твердых. Следовательно, изучение спектров ЯМР растворов макромолекул необходимо для выяснения таких данных о полимере, которые нельзя получить для твердых образцов. [c.172]

Применение импульсных спектрометров ЯКР позволяет обнаруживать сигналы большой ширины ( 2% от значения частоты против - 0,02% при стационарных методах). Это сделало возможным исследование структур с неустранимыми элементами беспорядка. К таким системам относятся, в частности, кристаллические полимеры. Данные спектроскопии ЯКР позволяют судить о структуре, характере расположения и подвижности полимерных молекул в кристалле. Изучены спектры ряда хлорсодержащих полимеров. У поливинилхлорида, например, в спектре найдено восемь компонентов сигнала, которым должно соответствовать восемь типов кристаллографически неэквивалентных атомов хлора. Частотный диапазон сигнала от 36,56 до 38,18 МГц свидетельствует о наличии химической неэквивалентности (различном химическом окружении) атомов С1 в полимере. Изучались и неорганические полимеры с малой степенью беспорядка и достаточно уакими линиями, например, на основе (МГал2) и (МГалз)п, где М —металл, а Гал —галоген. [c.104]

Области применения эмиссионной спектроскопии для характеристики полимеров включают изучение молекулярной подвижности макромолекул в растворах, изучение естественной флуоресценции полимеров и биополимеров, изучение взаимодействия полимеров с красителями, изучение примесей в промышленных полимерах, исследование фотодеструкции и фотостабилизации полимеров, изучение процессов сенсибилизации (сенсибилизированной фотополимеризации, фотодеструкции, фотоотверждения). [c.286]

Применение С-ЯМР-спектроскопии в химии полимеров включает исследование стереохимии макромолекул (табл. 20.5), в том числе структурной изомерии, пространственной изомерии, конформации макромолекул и конформации спирали, коротко- и длинноцепного ветвления, структуры сшитых гелей, механизма полимеризации, механизма окисления и деструкции полимеров. [c.330]