低场核磁共振法用于聚合物的分子动力学研究-交联密度、老化过程、填充剂

在工业生产过程中和研究型实验室里需要有一种快速、有效、简单实用的方法来评价交联密度。低场核磁法非常适合在生产领域中对交联密度变化点检测,核磁法简单易用,可以作为聚合物生产过程中质量控制的工具。同时低场核磁对聚合物的分子动力学非常敏感,可以用于多尺度的分子动力学研究,为聚合物改性、配方、老化、性能评价提供可靠数据,是一款科研利器。

低场核磁法的主要检测对象是氢核(1H),由于聚合物中不同链段上的H所处的周围环境不一致,H的自旋磁矩(核自旋)存在差异。施加射频脉冲后,自旋系统在恢复热平衡状态的过程中表现出来的弛豫行为不同,通过弛豫时间的差异可以体系聚合物的分子动力学信息。而分子分子动力学信息直接与聚合物的交联密度、老化、填充剂相关。

分子内和分子间氢质子的偶极相互作用产生核磁共振的横向弛豫。当温度远远高于聚合物的玻璃态温度时,聚合物网络中的这种偶极相互作用被认为是热分子运动的平均。由于聚合物单链中的氢质子被作为核磁共振测量的探针,于是一种修正的单链模型被引入并用来解释聚合物的横向弛豫。

低场核磁共振法可用于研究:

1、活化能的测定;

2、天然橡胶交联密度测试;

3、硫含量对橡胶交联的影响;

4、促进剂种类和用量对橡胶交联的影响

5、氧化锌和硬脂酸含量对橡胶交联的影响

6、橡胶硫化过程中对应的磁共振模型参数的演化

7、混炼时间对磁共振模型参数的影响

8、纳米黏土含量对橡胶交联的影响