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核磁聚合物可通過(guò)弛豫時(shí)間的差異進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)信息分析
核磁聚合物的原理是采用射頻脈沖激發(fā)樣品,使處于低能級(jí)的原子核躍遷到高能級(jí)。當(dāng)外加射頻脈沖關(guān)閉后,高能級(jí)的原子核回躍遷到低能級(jí),此時(shí)產(chǎn)生了核磁共振信號(hào)。所觀測(cè)到的核磁信號(hào)是隨時(shí)間指數(shù)衰減的信號(hào),信號(hào)衰減的過(guò)程稱(chēng)為馳豫過(guò)程。該衰減信號(hào)可以提供兩個(gè)信息,一是,核磁信號(hào)的強(qiáng)度取決于樣品中所測(cè)量原子核的數(shù)目,二是,信號(hào)衰減的速度取決于所測(cè)量原子核的運(yùn)動(dòng)狀況。等規(guī)、間規(guī)聚丙烯的核磁信號(hào)衰減得快,而無(wú)規(guī)聚丙烯中的核磁信號(hào)衰減慢得多。核磁法的主要檢測(cè)對(duì)象是氫核(1H),由于聚合物中不同鏈段上的H所處的周?chē)h(huán)境不一致,H的自旋磁矩(核自旋)存在差異。施加射頻脈沖后,自旋系統(tǒng)在恢復(fù)熱平衡狀態(tài)的過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的弛豫行為不同,通過(guò)弛豫時(shí)間的差異可以體系聚合物的分子動(dòng)力學(xué)信息。而分子分子動(dòng)力學(xué)信息直接與聚合物的交聯(lián)密度、老化、填充劑相關(guān)。
核磁聚合物在高分辯儀器上，還可觀察到化學(xué)位移分開(kāi)的吸收峰的更精細(xì)的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)橄噜徍俗孕南嗷プ饔枚a(chǎn)生峰的劈裂。這種作用稱(chēng)為自旋-自旋偶合(又稱(chēng)耦合)，作用的結(jié)果是自旋-自旋劈裂。劈裂后的峰間距稱(chēng)為偶合常數(shù)。偶合常數(shù)提供了相鄰質(zhì)子關(guān)系的信息。研究中有以下應(yīng)用：
(1)結(jié)構(gòu)單元連接方式的研究；
(2)空間立構(gòu)的研究；
(3)雙烯類(lèi)高聚物異構(gòu)體的研究；
(4)共聚組成的分析和共聚物序列結(jié)構(gòu)研究；
(5)端基的分析。
核磁聚合物是用高分子溶液測(cè)定的，固體NMR譜(又稱(chēng)寬線(xiàn)NMR譜，因?yàn)楣腆w樣品使譜帶變寬)則用于研究本體高分子的形態(tài)和分子運(yùn)動(dòng)。非晶區(qū)的譜線(xiàn)較窄而晶區(qū)的譜線(xiàn)較寬，因而可用以計(jì)算結(jié)晶度：分子的運(yùn)動(dòng)性會(huì)影響譜帶寬度，因而測(cè)量NMR譜線(xiàn)寬度隨溫度增加而減少的過(guò)程，可以得到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和次級(jí)松弛溫度。，-90℃和-30℃的兩個(gè)轉(zhuǎn)折分別對(duì)應(yīng)于甲基的轉(zhuǎn)動(dòng)和鏈段運(yùn)動(dòng)。
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