低場(chǎng)核磁法研究樹(shù)脂溶脹過(guò)程
溶脹是指溶劑分子擴散進(jìn)入高分子內部,使其體積膨脹的現象。溶脹行為是高分子材料的一項重要參數,高分子材料的平衡溶脹率會(huì )影響到材料中物質(zhì)的擴散系數,表面潤濕性和機械強度等。很多研宄將溶脹特性作為一個(gè)設計參數來(lái)制備具有特殊應用的智能材料。
溶脹是高分子材料*的現象,其原因在于溶劑分子與高分子尺寸相差懸殊,分子運動(dòng)速度相差很大,溶劑分子擴散速度較快,而高分子向溶劑中的擴散緩慢。因此,高分子溶解時(shí)首先是溶劑分子滲透進(jìn)入高分子材料內部,使其體積增大,即溶脹。隨著(zhù)溶劑分子的不斷滲入,溶脹的高分子材料體積不斷增大,大分子鏈段運動(dòng)增強,再通過(guò)鏈段的協(xié)調運動(dòng)而達到整個(gè)大分子鏈的運動(dòng),大分子逐漸進(jìn)入溶液中,形成熱力學(xué)穩定的均相體系,即溶解階段,如下圖所示。
溶脹有兩種:
無(wú)限溶脹:線(xiàn)形聚合物溶于良好的溶劑中,能無(wú)限制吸收溶劑,直到溶解成均相溶液為止。所以溶解也可看成是聚合物無(wú)限溶脹的結果。例:天然橡膠在汽油中;PS在苯中。
有限溶脹:對于交聯(lián)聚合物以及在不良溶劑中的線(xiàn)形聚合物來(lái)講,溶脹只能進(jìn)行到一定程度為止,以后無(wú)論與溶劑接觸多久,吸入溶劑的量不再增加,而達到平衡,體系始終保持兩相狀態(tài)。
低場(chǎng)核磁法研究樹(shù)脂溶脹過(guò)程:
低場(chǎng)核磁共振設備主要是檢測樣品中的H質(zhì)子。將樣品放入磁場(chǎng)中之后,通過(guò)發(fā)射一定頻率的射頻脈沖,使H質(zhì)子發(fā)生共振,H質(zhì)子吸收射頻脈沖能量。當射頻脈沖結束之后,H質(zhì)子會(huì )將所吸收的射頻能量釋放出來(lái),通過(guò)的線(xiàn)圈就可以檢測到H質(zhì)子釋放能量的過(guò)程,這也就是核磁共振信號。對于性質(zhì)不同的樣品,其能量釋放的快慢是不同的,通過(guò)這些信號差別就可以尋找規律,研究樣品內部性質(zhì)。
低場(chǎng)核磁共振(LF-NMR)在研究基于水遷移率的聚合物網(wǎng)絡(luò )的水傳輸和微觀(guān)結構方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同,低場(chǎng)核磁共振(LF-NMR)主要用于通過(guò)測量弛豫時(shí)間來(lái)闡明反映結構異質(zhì)性和相互作用的分子遷移率。研究表明,低場(chǎng)核磁共振(LF-NMR)是一種快速、無(wú)創(chuàng )、無(wú)損的測定水組分分布的方法。
紐邁PQ001系列低場(chǎng)核磁共振分析儀