Универсальные особенности проявления взаимосвязи локальной и сегментальной динамики в стеклообразных полимерах на терагерцовых частотах в инфракрасных спектрах
Рыжов В.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: v.ryzhov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 11 ноября 2022 г.
В окончательной редакции: 9 декабря 2022 г.
Принята к печати: 27 декабря 2022 г.
Выставление онлайн: 26 января 2023 г.
Изучена температурная зависимость низкочастотных инфракрасных (ИК) спектров стеклообразных полимеров в диапазоне ν = 0.24-4 THz (8-135 cm-1) при температурах от 90 до 400 K. Их анализ позволил обнаружить поглощение, соответствующее как индивидуальным, так и коррелированным крутильным колебаниям, подготавливающим проявление релаксационной динамики. Температурная эволюция ИК спектров на терагерцовых частотах показывает три универсальные особенности: низкотемпературную, отвечающую ангармоничности крутильно-колебательного движения, высокотемпературную, обусловленную вкладом α-релаксации (стеклования), и промежуточную, связанную с размораживанием конформационной подвижности цепей при β-переходе. Полученные результаты применимы как к полимерам с водородными, так и с ван-дер-ваальсовыми связями между макромолекулами. Ключевые слова: длинноволновые ИК (FIR) спектры, молекулярная динамика, полимеры, β-релаксация, стеклование, плотность колебательных состояний и бозонный пик.
- K.L. Ngai. Relaxation and Diffusion in Complex Systems (Oxford Press: NY., 2011)
- Ю.Я. Готлиб, А.А. Даринский, Ю.Е. Светлов. Физическая кинетика макромолекул (Химия, Л., 1986)
- У. Коффи, М. Ивенс, П. Григолини. Молекулярная диффузия и спектры (Наука, М., 1987)
- V.A. Bershtein, V.A. Ryzhov. Adv. Pol. Sci., 114, 43 (1994). DOI: 10.1007/BFb0008694
- U. Buchenau, A. Wishnewski, M. Ohl, E. Fabiani. J. Phys.: Condens. Matter., 19 (20), 205106 (2007). DOI: 10.1088/0953-8984/19/20/205106
- L.V. Kulik, L.L. Rapatsky, A.V. Pivtsov, N.V. Surovtsev, S.V. Adichtchev, I.A. Grigor'ev, S.A. Dzuba. J. Chem. Phys., 131, 064505 (2009). DOI: 10.1063/1.3206909
- M.T. Ruggiero. J. Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 41, 491 (2020). DOI: 10.1007/s10762-019-00648-3
- S.N. Taraskin, S.I. Simdyankin, S.R. Elliott, J.R. Neilson, T.Lo. Phys. Rev. Lett., 97, 055504 (2006). DOI: 10.1103/PhysRevLett.97.055504
- P. Lunkenheimer, A. Loidl. Phys. Rev. Lett., 91, 20 (2003). DOI: 10.1103/PhysRevLett.91. 207601
- P.J. Parrott, J.A. Zeitler. Appl. Spectrosc., 69, 1 (2015). DOI: 10.1366/14-07707
- L. Hong, B. Begen, A. Kisliuk, C. Alba-Simionesco, V.N. Novikov, A.P. Sokolov. Phys. Rev. B., 78, 134201 (2008). DOI: 10.1103/PhysRevB.78.134201
- В.К. Малиновский. ФТТ, 41 (5), 805 (1999)
- В.А. Рыжов. Опт. и спектр., 127 (12), 895 (2019). DOI: 10.21883/OS.2019.12.48682.340-18
- G.P. Johari, M.J. Goldstein. Chem. Phys., 53 (6), 2372 (1979)
- E. Kremer, A. Loidl. The Scaling of Relaxation Processes (Springer International Publishing AG: Leipzig, 2018)
- В.А Берштейн, В.М. Егоров. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров (Химия, Л., 1990)
- S. Bose, S. Schmid, T. Larsen, S. Keller, A. Boisen, K. Almdal. J. Polym. Sci. B, 53, 1035 (2015). DOI: 10.1002/polb.23745
- E. Duval, T. Achibat, A. Boukenter, B. Varrel, R. Calemczuk, B. Salce. J. Non-Cryst. Solids, 190, 258 (1995). DOI: 10.1016/0022-3093(95)00274-X
- V.N. Novikov, A.P. Sokolov, B. Stube, N.V. Surovtsev, E. Duval, A. Mermet. J. Chem. Phys., 107, 1057 (1997). DOI: 10.1063/1.474453
- P. Papanek, J.E. Fischer, N.S. Murthy. Macromolecules, 35 (10), 4175 (2002). DOI: 10.1021/ma011218o
- Polymer Handbook. Ed. by J. Brandrup, E.H. Immergut (Wiley-Interscience, NY., 1989)
- R. Everaers, H.A. Karimi-Varzaneh, N. Hojdis, F. Fleck, C. Svaneborg. Macromolecules, 53 (6), 1901 (2020). DOI: 10.48550/arXiv.1808.03509
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.
