Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2021, выпуск 3 » Статья стр. 292
<<<>>>
Взаимосвязь между молекулярной динамикой полистирола и его модификаций и параметрами терагерцового поглощения в ИК спектрах
DOI: 10.21883/OS.2021.03.50655.264-20
грантов нет
Рыжов В.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: v.ryzhov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 22 октября 2020 г.
В окончательной редакции: 22 октября 2020 г.
Принята к печати: 19 ноября 2020 г.
Выставление онлайн: 21 декабря 2020 г.
PDF версия
Измерены и проанализированы ИК спектры полистирола (ПС) и его модификаций, полученных замещениями атомов водорода в бензольном кольце метильными группами и/или атомами хлора и брома. Все эти спектры имеют аномально широкую асимметричную полосу поглощения с положением максимума в терагерцовом диапазоне от 40 до 80 cm-1 в зависимости от природы заместителя. Она может быть отнесена к поглощению, связанному с либрацией (вращательными колебаниями) фенольных колец мономерных звеньев, т. е. к поглощению по механизму Поли. Взаимосвязь между спектральными параметрами этого поглощения и молекулярными характеристиками изученных полимеров позволяет непосредственно анализировать роль молекулярной структуры и межмолекулярных сил в динамике их макромолекул. Обнаружено, что высоты потенциальных барьеров либрации мономерных единиц ПС и его модификаций, оцененные на основе анализа поглощения Поли, близки к энергиям активации низкотемпературной delta-релаксации в этих стеклообразных полимерах. Сравнение барьеров либрации мономерных единиц макромолекул ПС и его модификаций с активационными барьерами локальной сегментальной подвижности в тех же ПС подтверждает, что beta-процесс как элементарный акт сегментальной динамики обусловлен коррелированным либрационным движением участка цепи, статистически независящего от соседних участков. В этом смысле универсальный delta-процесс является высокочастотным предшественником beta-процесса в полимерах, подобных ПС. Ключевые слова: молекулярная динамика, beta-релаксация, стеклование, полистирол и его модификации, ИК спектры.
  1. Ngai K.L. Relaxation and Diffusion in Complex Systems. NY.: Springer, 2011. 823 p
  2. Готлиб Ю.Я., Тощевиков В.П // Высокомол. соед. 2001. Т. 43. N 10. С. 1844
  3. Parrot E.P.J., Zeitler J.A. // Appl. Spectrosc. 2015. V. 69. N 1. P. 1. doi 10.1366/14-070
  4. Kohler M., Lunkenheimer P., Goncharov Y., When R., Loidl A. // J. Non-Cryst. Solids. 2010. V. 356. N 11. P. 529. doi 10.1016/j.jnoncrysol.2009.07.029
  5. Giraud G., Wynne K. // J. Chem. Phys. 2003. V. 119. N 22. P. 11753. doi 10.1063/1.1623747
  6. Wietzke S., Jansen C., Reuter M., Jung T., Kraft D., Chatterje S., Fischer B.M., Koch M. // J. Mol. Structure. 2011. V. 1006. N 1-2. P. 41. doi 10.16/j.molstruc.2011.0.036
  7. Рыжов В.А., Берштейн В.А. // ФТТ. 2008. Т. 50. N 10. С. 1901; Ryzhov V.A., Bershtein V.A. // Phys. Solid State. 2008. V. 50. N 10. P. 1985. doi 10.1134/S1063783408100326
  8. Bershtein V.A., Ryzhov V.A. // Adv. Polym. Sci. 1994. V. 114. P. 43. doi 10.1007/BFb0008694
  9. Hunt N.T., Jaye A., Hellman A., Meech S.R. // J. Phys. Chem. B. 2004. V. 108. N 1. P. 100. doi 10.21/jp035624g
  10. Larkin I. // Trans. Faraday Soc. II. 1973. V. 69. P. 1278. doi 10.1039/F29736901278
  11. Слуцкер А.И., Васильева К.В., Егоров В.М., Докукина А.Ф. // Высокомол. соед. 2002. Т. 44. N 12. С. 2103; Slutsker A.I., Vasil'eva K.V., Egorov V.M., Dokukina A.F. // Polym. Sci. Ser. A. 2002. V. 44. N 12. P. 1255
  12. Докукина А.Ф., Котон М.М. // Высокомол. соед. 1959. Т. 1. N 8. С. 1129
  13. Van Crevelen D.W. Properties of Polymers: Their Correlation with Chemical Structure: Their Numerical Estimation and Prediction from Additive Group Combinations. 3rd ed. Amsterdam and London: Elsevier, 1990. 414 p.; Ван Кревелен Д.В. Свойства и химическое строение полимеров. М: Химия, 1976. 414 с
  14. Polymer Handbook. 3rd ed. / Ed. by Brandrup J., Immergut E.H. NY.: Wiley-Interscience, 1989. 1904 p
  15. Krimm S. // Adv. Polym. Sci. 1960. V. 2. P. 51
  16. Varsanyi G. Vibrational Spectra of Benzene Derivatives. NY.: Academic Press, 1969. 43 p
  17. Jasse B., Monnerie L.J. // Phys. D: Appl. Phys. 1975. V. 8. N 7. P. 863
  18. Kim J.J., McLeish J., Hyde A.J., Bailey R.T. // Chem. Phys. Lett. 1973. V. 22. N 3. P. 503. doi 10.1016/0009-2614(73)87017-4
  19. Johary G.P. // J. Non-Cryst. Solids. 2002. V. 307--310. N 9. P. 114. doi 10.1016/50022-3093(02)01449-7
  20. Volkenstein M.V. Conformational Statistics of Polymer Chains. NY. Interscience, 1963. 562 p.; Волькенштейн М.В. Конформационная статистика цепей. М.: Изд. АН СССР, 1959. 466 с
  21. Потапов А.А. // Опт. и спектр. 1996. Т. 81. N 3. С. 420; Potapov A.A. // Opt. Spectrosc. 1996. V. 81. N 3. С. 379
  22. Coffey W.T., Johary G.P., Kalmykov Ya.P., Titov S.V. // J. Phys. Condens. Matter. 2003. V. 15. N 19. P. 152961. doi 10.1088/0953-8984/15/19/301; Brot C., Darmon I. // Molec. Phys. 1971. V. 21. N 5. P. 785. doi 10.1080/00268977100101941
  23. Берштейн В.А., Егоров В.М. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физико-химии полимеров. Л.: Химия, 1990. 255 с.; Bershtein V.A., Egorov V.M. Differential Scanning Calorimetry of Polymers. Chichester: Ellis Horwood, 1992. 255 p
  24. Бирштейн Т.М., Птицин О.Б. Конформация макромолекул. М.: Наука, 1984. 391 с
  25. Глесстон С., Лейдлер К., Эйринг Г. М.Теория абсолютных скоростей реакций. М.: ИЛ, 1948. 584 с.; Glasstone S., Laidler K.J., Eyring H. The Theory of Rate Processes. NY.: McGraw-Hill Book Co., Inc., 1941. 611 p
  26. Reid C.J., Evans M.W. // J. Chem. Phys. 1982. V. 76. N 5. P. 2576. doi 10.1063/1.443235
  27. Аскадский А.А., Матвеев Ю.И. Химическое строение и физические свойства полимеров. М.: Химия, 1983. 248 с
  28. Beiner M., Huth H., Schreder K.J. // Non-Cryst. Solids. 2001. V. 279. N 2. P. 126. doi 10.1016/50022-3093(00)00409-9

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme