📄Работа №42179
Тема: ИЗУЧЕНИЕ КОНФОРМАЦИОННОЙ ДИНАМИКИ БИНАРНОЙ ПОЛИМЕРНОЙ СИСТЕМЫ МЕТОДОМ ИК-ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИИ
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
физика
Объем:
63 листов
Год:
2018
Просмотров:
170
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 3
Глава 1. Полимеры, полимерные смеси и совместимость полимеров 5
1.1 Фазовые состояния и структуры полимеров 5
1.2 Стеклообразное состояние полимеров 7
1.3 Релаксационные переходы в стеклообразных полимерах 9
1.4 Молекулярная подвижность и свободный объем
в стеклообразных полимерах 12
1.5 Полимерные смеси 15
1.6 Критерий совместимости системы полимер-полимер 17
1.7 Полимерные мембраны на основе бинарных смесей полимеров 27
Глава 2. Экспериментальная часть 36
2.1 Объекты исследования 36
2.2 Методика эксперимента 37
2.3 Принцип действия Фурье-спектрометра 40
Глава 3. Результаты и обсуждение 45
3.1 ИК-спектроскопия конформационно-неоднородных зондов 45
3.2 ИК-фурье-спектры смесей поливинилбутираля и
полиметилметакрилата и конформационных зондов в них 49
3.3 Температуры вторичных релаксационных переходов и распределение свободного объема в смесях
поливинилбутираль/полиметилметакрилата 53
Выводы 58
Список литературы 59
Глава 1. Полимеры, полимерные смеси и совместимость полимеров 5
1.1 Фазовые состояния и структуры полимеров 5
1.2 Стеклообразное состояние полимеров 7
1.3 Релаксационные переходы в стеклообразных полимерах 9
1.4 Молекулярная подвижность и свободный объем
в стеклообразных полимерах 12
1.5 Полимерные смеси 15
1.6 Критерий совместимости системы полимер-полимер 17
1.7 Полимерные мембраны на основе бинарных смесей полимеров 27
Глава 2. Экспериментальная часть 36
2.1 Объекты исследования 36
2.2 Методика эксперимента 37
2.3 Принцип действия Фурье-спектрометра 40
Глава 3. Результаты и обсуждение 45
3.1 ИК-спектроскопия конформационно-неоднородных зондов 45
3.2 ИК-фурье-спектры смесей поливинилбутираля и
полиметилметакрилата и конформационных зондов в них 49
3.3 Температуры вторичных релаксационных переходов и распределение свободного объема в смесях
поливинилбутираль/полиметилметакрилата 53
Выводы 58
Список литературы 59
📖 Введение
Одним из способов модификации физических и физико-химических свойств полимерных материалов является использование смесей полимеров. Этот метод позволяет формировать уникальные микро- и наноразмерные структуры, недоступные в случае использования однокомпонентных систем. Направленное изменение состава полимерной смеси позволяет регулировать пористую структуру, морфологию, кристалличность и другие характеристики полимерного материала, определяющие сферу и условия его использования [1].
Различные смеси индивидуальных полимеров широко изучаются, поскольку из них могут быть изготовлены новые мембранные материалы различного назначения. Например, представляет интерес использование бинарных смесей поливинилбутираля (ПВБ) с другими полимерами, что позволяет получать материалы с новыми эксплуатационными свойствами [2]. В [3] исследовался ПВБ в сочетании с поливинилиденфторидом для создания ультрафильтрационных и микрофильтрационных мембран. Известно, что индивидуальный ПВБ используется для изготовления новых и недорогих пористых мембран, обладающих термической и химической устойчивостью, относится к термопластам. В работе [4] методом атомно-силового микроскопа изучалось влияние различного состава смеси ПВБ с полиметилметакрилатом на равномерное распределение поверхности по подложке, а также на уменьшение хрупкости смеси. ПВБ в значительной степени используется для обеспечения безопасности из-за его высокой прозрачности и хорошей адгезии к стеклу.
Цель данной работы - ИК-спектроскопическое исследование локальной молекулярной динамики бинарных смесей полимеров ПВБ и полиметилметакрилата (ПММА) и зависимости её от процентного соотношения полимеров.
Одной из важных характеристик молекулярной подвижности в полимерах являются вторичные релаксационные переходы, которые проявляются при температурах ниже температуры стеклования. Метод ИК-Фурье спектроскопии конформационных зондов позволяет определить температуру релаксационных переходов и отнести их к определённым релаксаторам конкретного индивидуального полимера [5]. В данной работе мы использовали конформационные зонды для изучения релаксационных переходов в бинарных смесях полимеров с целью определения возможности применения к ним подхода, отработанного в [5] для индивидуальных полимеров.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
- подбор конформационных зондов с разными активационными объемами, которые позволяют изучать локальную динамику различных фрагментов макромолекул;
- экспериментальное исследование ИК-фурье-спектров зондов,
внедрённых в смеси ПВБ и ПММА, в температурном интервале 300-100 К;
- обработка ИК-фурье-спектров, выделение аналитических
конформационно-чувствительных полос поглощения зондов;
- определение температур замораживания конформационных переходов молекул зондов в смесях ПВБ и ПММА;
- отнесение полученных температур вторичных релаксационных переходов к типам локальной подвижности в полимере;
- определение эффективных размеров подвижных элементов свободного объема в бинарных системах при комнатной температуре и зависимости их от процентного состава смеси.
Различные смеси индивидуальных полимеров широко изучаются, поскольку из них могут быть изготовлены новые мембранные материалы различного назначения. Например, представляет интерес использование бинарных смесей поливинилбутираля (ПВБ) с другими полимерами, что позволяет получать материалы с новыми эксплуатационными свойствами [2]. В [3] исследовался ПВБ в сочетании с поливинилиденфторидом для создания ультрафильтрационных и микрофильтрационных мембран. Известно, что индивидуальный ПВБ используется для изготовления новых и недорогих пористых мембран, обладающих термической и химической устойчивостью, относится к термопластам. В работе [4] методом атомно-силового микроскопа изучалось влияние различного состава смеси ПВБ с полиметилметакрилатом на равномерное распределение поверхности по подложке, а также на уменьшение хрупкости смеси. ПВБ в значительной степени используется для обеспечения безопасности из-за его высокой прозрачности и хорошей адгезии к стеклу.
Цель данной работы - ИК-спектроскопическое исследование локальной молекулярной динамики бинарных смесей полимеров ПВБ и полиметилметакрилата (ПММА) и зависимости её от процентного соотношения полимеров.
Одной из важных характеристик молекулярной подвижности в полимерах являются вторичные релаксационные переходы, которые проявляются при температурах ниже температуры стеклования. Метод ИК-Фурье спектроскопии конформационных зондов позволяет определить температуру релаксационных переходов и отнести их к определённым релаксаторам конкретного индивидуального полимера [5]. В данной работе мы использовали конформационные зонды для изучения релаксационных переходов в бинарных смесях полимеров с целью определения возможности применения к ним подхода, отработанного в [5] для индивидуальных полимеров.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
- подбор конформационных зондов с разными активационными объемами, которые позволяют изучать локальную динамику различных фрагментов макромолекул;
- экспериментальное исследование ИК-фурье-спектров зондов,
внедрённых в смеси ПВБ и ПММА, в температурном интервале 300-100 К;
- обработка ИК-фурье-спектров, выделение аналитических
конформационно-чувствительных полос поглощения зондов;
- определение температур замораживания конформационных переходов молекул зондов в смесях ПВБ и ПММА;
- отнесение полученных температур вторичных релаксационных переходов к типам локальной подвижности в полимере;
- определение эффективных размеров подвижных элементов свободного объема в бинарных системах при комнатной температуре и зависимости их от процентного состава смеси.
✅ Заключение
1. С помощью ИК фурье-спектроскопии конформационно-неоднородных зондов исследована локальная молекулярная динамика бинарных полимерных систем поливинилбутираля и полиметилметакрилата составов 80:20, 60:40, 40:60 и 20:80.
2. Получены температуры вторичных релаксационных переходов в смесях поливинилбутираля и полиметилметакрилата с разным содержанием компонентов.
3. В исследованных бинарных системах оценены эффективные размеры подвижных элементов свободного объема, диффузия которых обуславливает транспорт малых молекул при мембранном газоразделении.
2. Получены температуры вторичных релаксационных переходов в смесях поливинилбутираля и полиметилметакрилата с разным содержанием компонентов.
3. В исследованных бинарных системах оценены эффективные размеры подвижных элементов свободного объема, диффузия которых обуславливает транспорт малых молекул при мембранном газоразделении.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.