заплесневелый
Введение. Измерение плотности сшивки методом ЯМР.
Плотность сшивки
Плотность сшивки описывает количество сшитых связей в сшивающемся полимере.. В целом, мы можем выразить через размер чистой молекулярной массы цепи, тем больше плотность сшивки, тем больше число поперечных связей в единице объема. Для сшивки полимера, используемого в качестве пластмассы, например эпоксидной смолы., тем больше плотность сшивки, тем лучше термостойкость и прочность на растяжение. Однако, высокая степень сшивки приведет к снижению ударной вязкости.
В настоящий момент, Метод определения плотности сшивки резины в основном заключается в релаксации напряжений., метод набухания и так далее. Однако, эти методы требуют много времени и имеют низкую чувствительность., даже разрушительны для образцов. В последние годы, Система МРТ для полимеров показывает заметное преимущество в тесте. Измеряя молекулярное движение H в углеводородной цепи., мы можем получить результаты. ЯМР позволяет проверить плотность сшивки образцов за несколько секунд при условии отсутствия химического вмешательства и повреждений..
Сшивающая структура резины
Полимерные цепи каучука соединяются, образуя трехмерную сетчатую макромолекулу посредством разветвленной цепи., который образует сшитую структуру. тип поперечной связи и плотность поперечных связей являются наиболее важными параметрами в структуре., указывает на структуру поперечной связи и распределение плотности в цепи молекулы каучука соответственно. Как показано на рисунке 1, в молекуле каучука существует три типа сшивающих цепей., Сшивающие цепи, свисающие цепи и свободные цепи. Сила связи протона H в каждой цепи поочередно уменьшается, а время релаксации Т2 отражает степень свободы каждой цепи.. Предполагается, что сигнал Т2 в течение 0,1-1 мс является сигналом, исходящим от протона водорода в пластиковой полимерной цепи., сигнал Т2 через 1-10 мс – это сигнал протона водорода от оборванной цепи. Используя соответствующее время релаксации T2 и определенную модель анализа для оценки информации о плотности поперечных связей..
На следующем рисунке показан процесс спин-спиновой релаксации протонов водорода. Радиочастотный импульс 90 градусов позволяет интенсивности намагничивания вращаться по оси Y., Во времена М.XY=М0 после добавления 90 градус РЧ-импульса, МXY экспоненциальное затухание, Как показано на рисунке 4, Когда Т2=М z (т) =M0e-т/Т2, то есть, время поперечной релаксации Т2 — время, необходимое для восстановления М з до 0,63М0.. Распад протонов водорода в разных физических средах различен. На основе определенных предположений, получены расчетные формулы модели XDL, соответственно, доля сшивающей цепи, оборванная цепь и сигнал свободной цепи в общем сигнале.
инжир 3: Вес вектора намагниченности в плоскости XOY затухает с правой стороны.
Сравнение значения плотности сшивки между ЯМР и методом набухания:
инжир 4: Сравнение метода ЯМР и традиционного набухания
На фото выше сравнение испытаний вулканизированной резины.. Метод ЯМР позволяет получить физическую сшивку., химическая сшивка и полная сшивка. Каждый индекс отражал различное состояние сшивки образца внутри., и по сравнению с методом набухания, общая степень сшивки и результаты испытаний на набухание в основном одинаковы. И у ЯМР есть очень заметные преимущества.:
Быстрый: для завершения одного образца требуется всего несколько минут;
Зеленая инициатива：процесс тестирования без использования каких-либо химических реагентов;
Удобный: Подготовка проб проста и не требует каких-либо требований к форме пробы.;
Неразрушающий: один и тот же образец можно тестировать повторно, нужен только портретный эксперимент.
В области полимерных материалов, ЯМР в низком поле может обеспечить следующую исследовательскую программу:
1)Оцените информацию о сшивке связанного полимера. (особенно резина, резиновые изделия)
2) Оценить информацию о физических свойствах сшивающего полимера. (специально для резины и резиновых изделий) ;
3) Оценить качество процесса старения использованного полимерного материала.
4) Исследование по оптимизации отверждения, условия обработки и производства на основе каучука;
5) Исследование молекулярной активности твердых веществ, полутвердый ,полимерный гель, эмульсия и жидкость;
6) Визуализация и определение содержания влаги и воды в твердых средах (например. эпоксидная смола и полупроводниковое оборудование);
7) Обнаружение состояния вулканизации, Процесс отверждения, вязкость и процесс обработки эпоксидной смолы и резины
8) Исследование адгезии и активности воды или раствора в образце.;
9) Определение содержания пластификатора или каучука в полимерах;
10) Определение содержания каучука в смесях или сополимерах;
11) Определение относительного содержания сополимера;
12) Определение содержания твердых веществ в каучуковом латексе;
13) Исследование критической воды и гидратации;
14) Реологические исследования, например, вязкость, плотность, и стабильность материала;