Адаптация метода ЭПР к исследованию поверхностных взаимодействий наполненных полимеров и фрактальных агрегатов
Диссертация
На основе ЭПР спектроскопии стабильных нитроксильных радикалов (спиновых меток и зондов) разработана методика исследования структуры и молекулярной подвижности межфазных слоев в наполненных полимерах. Основой разработанной методики является локализация спиновой метки на поверхности частиц наполнителя и сопоставлении их вращательной подвижности с подвижностью зондов, распределенных в полимерной… Читать ещё >
Содержание
- 1. Литературный обзор
- 1. 1. Метод спиновых меток и зондов
- 1. 2. Структура поверхностных слоев полимеров
- 1. 3. Молекулярная подвижность полимеров в поверхностных слоях и их модифицирование наполнителями
- 1. 4. Фрактальные структуры дисперсных систем
- 1. 4. 1. Фрактальные размерности и основные свойства фрактальных агрегатов
- 1. 4. 2. Основные модели фрактальных агрегатов
- 1. 4. 3. Основные методы определения фрактальной размерности
- 1. 5. Физические основы метода ЭПР. 26 1.5.1 .Структура спектров ЭПР
- 1. 5. 2. Характеристические параметры линий спектров ЭПР
- 1. 5. 3. Метод спиновых меток и зондов
- 1. 5. 4. Методики введения спиновых зондов и прививки спиновых меток
- 1. 6. 1. Фрактальные характеристики металлонаполненных полимеров
- 1. 6. 2. Электронный парамагнитный резонанс во фрактальных структурах металлических частиц
- 2. 1. Объекты исследования
- 2. 2. Метод спинового зонда и зондовых меток
- 3. 1. Анализ поведения меток, связанных с поверхностью 62 ковалентной связью
- 3. 1. 1. Кристаллизация граничных слоев полиоксиэтиленов, наполненных аэросилом
- 3. 1. 2. Кристаллизация граничных слоев полиоксиэтиленов,
- 3. 1. 3. Влияние молекулярной массы полимера на время корреляции зондов и меток
- 3. 1. 4. Исследование процесса отверждения наполненной матрицы 81 3.1.5 Влияние удельной поверхности наполнителя на характеристики спектров ЭПР
- 3. 1. 6. Оценка «дальнодействия» поверхности твердой поверхности
Список литературы
- Т.J.Stone, T. Buckman, R.L.Nordio and H.M.McConnell, Proc. Natl. Acad. Sci.U.S., 1965, № 54, p.1010
- Липатов Ю.С. Физико-химия наполненных полимеров. Киев: Наук. думка, 1977. — 303с.
- Каргин В.А., Слонимский Г. Л. Краткие очерки по физико-химии полимеров. М.: Химия, 1967. — 230с.
- Берлин А.А., Королев Г. В., Кефели Т. Ю., Сивергин Ю. М. Акрилровые олигомеры и материалы.М.: Химия, 1983.
- Сивергин Ю.М., Перникс П. Ю., Киреева С. М. Поликарбонатметакрилаты. Рига: Зинатие, 1998.
- Зависимость адсорбированных сегментов полимерных молекул от концентрации растворов / Липатов Ю. С., Сергеева Л. М., Тодосийчук Т. Т. Коллоидн. журнал, 1975,37, № 2, с.335−345
- Crystallisation kinetics and polymorphic transformations in polybutene-1 / J. Powers, J.D.Hoffman, J.J.Weeks, F.A.Ouinn. -J.Res.Nat.Bur.Stand.A, 1965, 69, N 4, p.335 345
- Enckel E., Rumbach B. Uber die Absorption von hochmolekularen Stoffen aus der Losung. Z.Elektrochem., 1951,55,S.612−618.
- Koral J., Ullman R., Eirich F.R. The adsorbtion of polyvinyl acetate. J.Phys. Chem., 1958, 62, N4, p.541−550
- Patat F., Estupinan L. Die adsorption von Makromolekulen. -Makromol.Chem., 1961,49, N2,8.182−200
- Killman E., SchneiderG. Die Adsorption von Makromolekulen.IV. -Macromol.Chem., 1962, 57, N2, S.212−219
- Фабуляк Ф.Г., Липатов Ю. С. Исследование макромолекулярной подвижности в поверхностных слоях полиуретанов. Высокомол. соед. Сер. А, 1970, 12, № 14, с.738−741
- Атлас спектров ЭПР спиновых меток и зондов. Под ред.
- Бучаченко A.JI. Наука, М.: 1977.
- Фабуляк Ф.Г., Липатов Ю. С. Исследование макромолекулярнойподвижности в поверхностных слоях полиметакрилата и полистироламетодом ЯМР. Высокомол.соед. Сер. А, 1968, Т.10,№ 7, с. 1605−1608
- Фабуляк Ф.Г., Липатов Ю. С. Диэлектрическая релаксация в поверхностных слоях полиметакрилата и полистирола. В кн.: Поверхностные явления в полимерах. Киев: Наук. думка, 1969, с.73−79
- Фабуляк Ф.Г. Молекулярная подвижность полимеров в поверхностных слоях. Киев: Наук. думка, 1983. — 144 с.
- Малинский Ю.М. О влиянии твердой поверхности на процессы релаксации и структурообразования в пристенных слоях полимеров. Успехи химии, 1970, Т.39, № 8, с. 1511 -1535
- Краус Дж. Усиление эластомеров. -М: Химия, 1968. 483 с.
- Waldrop М., Kraus G. Nuclear magnetic resonance study of the interaction of SBR with carbon black. Rubber Chem. and Technol., 1969,42,1. N4, p. 1155−1166
- Полл Д., Шнейдер В., Берштейн Г. Спектры ЯМР. М.:Изд- во иностр. лит., 1962. — 389 с.
- Каргин В.А., Слонимский Г. М. О деформации аморфно-жидких линейных полимеров. Доклады АН СССР, 1948, Т.62, № 2, с. 239−242
- Михайлов Г. П., Шевелев В. А. Исследование молекулярной подвижности в полимерах гомологического ряда винилацетата импульсным методом ЯМР. Высокомол. соед. Сер. А, 1966, Т.8, № 9, с. 1542−1547
- Шевелев В.А. Импульсный спектрометр ЯМР. Приборы итехника эксперимента, 1965, № 3, с. 135−139
- Сергеев Н.М., Карпов В. П. Спектроскопия ЯР растворовэластомеров. Высокомол. соед. Сер. А, 1964,6, № 2, с.310−315
- Сланим И.Я., Любимов А. И. ЯМР в полимерах. М.:1. Химия, 1966.-407с.
- Смайлс У.Ф. Диэлектрическая постоянная и структурамолекул. М.: Глав.ред.хим.лит., 1937. — 303.
- Дебай П. Полярные молекулы. М.: Госхимиздат, 1931. — 247 с.
- Александров А.П. Физика диэлектриков. М.:Гостехиздат, 1932.-237 с.
- Тертых В.В., Мащенко В. М., Чуйко А. А. Трихлори триметоксильные группы на поверхности аэросила. Докл. АН СССР, 1971, Т.200, № 4, с.856−867
- Фабуляк Ф.Г. Молекулярная подвижность макроцепей в полимерных системах, содержащих аэросил различной модификации. В кн.: Термодинамические и структурные свойства граничных слоев полимеров. Киев: Наук, думку, 1976, с. 50−53
- Lipatov Yu., Moysya Е., Semenovich G. Study of molecular packing in boundary layers of some polymers. Polimer, 1975, T.16, № 8, p.582−584
- Мингалев П.Г. и др. Процессы образования разрушения водородных связей в привитом слое химически модифицированных кремнеземов по данным ЭПР-спектроскопии. Ж.Х.Ф. 1992, T. l 1, № 1, с.85−93
- Leyden D.E., Kendal D.S., Wandell Т.О./ Anal. Chimica Acta. 1981, V.126, p.207
- Chwan-Hwa Ching, Nal-I Lin, Koenig J.L. / J.Coll.Int. Sci. 1982, V.86, №l,.p.26
- Scaefer J., Siejskal E. I J/ Amer. Chem. Soc. 1976, V.98, N4, p. 1031
- LeydenD.K, KendalD.S., BurgraffL. W. / Anal. Chem. 1982, V.54, p.101
- Шония U.K., Староверов CM, Никитин Ю.С., Лисичкин Г. В. ЖФХ, 1984, 58, № 3, с.702
- Staroverov S.M., Lisichkin G.V. I Chromatographia, 1986, V.21, p. 165
- Kovarski A.L., Wasserman, A.M., Buchachenko A.L. J.Magn.Reson., 1972, V.7, № 3, p.225−237
- Регель Б.P., Слуцкер А. И. Кинетическая природа прочности твердых тел, М.: Наука, 1974, 560 с.
- Tormala P., Tulikoura J. Polymer, 1974, V.15,№ 4, p.248−251
- Тормала П., Линдберг Дж. В кн. Структурные исследования макромолекул спектроскопическими методами. М.: Химия, 1980, с.236−252
- A.L.Kovarski Molecular dinamics of additives in polymers. Utrecht, The Niderlandes, 1997
- Липатов Ю.С., Фабуляк Ф. Г. Спин-решеточная релаксация протонов в поверхностных слоях олигодиэтиленгликольадипината. -В кн.: Поверхностные явления в полимерах. Киев: Наук. думка, 1970, с.7−9
- Липатов Ю.С., Фабуляк Ф. Г. О релаксационных процессах в поверхностных слоях полимеров на межфазной границе с твердым телом. В кн.: Поверхностные явления в полимерах.
- Киев: Наук. думка, 1970, с.274−280
- Mandelbrot В.В. Fractal: Form, chance and dimension San Francisco:1. Freeman, 1977.
- ФедерЕ. Фракталы. M.: Мир, 1991.
- Medalia A.J., Heckman F.A. // Carbon. 1969. V. 7. P. 567.
- Jullien R. // Croatica chemica acta. 1992. V. 65. № 2. P. 215.
- Жюльен P. // Успехи физ. наук. 1989. Т. 157. № 2. С. 339
- Witten Т.A., Sander L.M. // Phys. Rev. Lett. 1981. V. 47. P. 1400.
- Jullien R., Kolb J. // J. Phys. Ser. A. 1984. V. 17. P. L639
- Kolb M., Jullien R. // J. Phys. (France). 1984. V. 45. P. L977.
- Meakin P.J. // Phys. Rev. Ser. A 1983. V. 27. P. 1495.
- Void M.J. // J. Colloid Interface Sci. 1963. V. 18. P. 684.
- Sutherland D.N. //J. Colloid Interface Sci. 1966 V. 22. P. 300
- Haw M.D., Sievwright M., Poon W.C.K., Pusey P.N. // Cluster-cluster aggregation with finite bond energy. Adv. Colloid Interface Sci. 1995. V.62. P. 1−16.
- Julien R. // Contempt. Phys. 1988. V. 28. № 5. P. 477.
- Brown W., Ball R. // J. Phys. Ser. A. 1985. V. 18. P. L517.
- Meakin P.J. // J. Colloid Interface Sci. 1984 V. 102. P. 505.
- Hayakawa Y., Kondo H., Matsushita M.// Monte Carlo simulation of generalized diffusion limited aggregation. J. Phys. Soc. Japan. 1986.V.55.N8.P.2479−2482.
- Meakin P.// The effect of attractive and repulsive interaction on three-dimentional reaction-limited aggregation. J. Colloid Intarface Sci. 1990. V. 134. N 1 .P.235−244.
- Dirkse J.F., Cawley J.D.// A modified ballistic aggregation model. J. Colloid Interface Sci. 1995. V.170.N3.P.466−476.
- Bushell G., Amal R. //Fractal aggregates of polydisperse particles. J. Colloid Interface Sci. 1998.V.205.N2.P.459−469
- Muthukumar M. // Phys. Rev. Lett. 1983. V. 50. P. 839.
- Tokuyama M., Kawasaki K. // Phys. Lett. Ser. A. 1984. V. 100. P. 337.
- Ohno K., Kikuchi K., Yasuhara H. // Phys. Rev. Ser. A. 1992. V. 46. P. 3400.
- Meakin P.// Structure of active zone in diffusion limited aggregation, cluster-cluster aggregation and screened-growth model. Phys. Rev. A. 1985. V.32.N1 .P.453−459.
- Meakin P., Stanley H.E., Coniglio A.// Surfaces, interfaces and screening of fractal structures. Phys. Rev A. 1985.V.32.N4.P.2364−2369.
- Meakin P., Coniglio A., Stanley H.E., Witten T.A.// Scaling properties for the surfaces of fractal and nonfractal objects: an infinite hierarchy of critical exponents. Phys. Rev. A. 1986.V.34.N4.P.3325−3340.
- Matsushita M., Honda К., Toyoki Н., Hayakawa Y., Kondo H.// Generalization of fractal dimensionality of diffusion-limited aggregation. J. Phys. Soc. Japan. 1986.V.55.N8.P.2618−2626.
- Poon W.C.K., Haw M.D.//Mesoscopic structure formation in colloidal aggregation and gelation. Adv. Colloid Interface Sci. 1997.V.73.P.71−126.
- Ролдугин В.И. Успехи химии.2000. T.69.№ 10.
- Earnshow J.C., Harrison M.B.J. Robinson D.J.// Local order in two-dimensional colloidal aggregation. Phys. Rev. E. 1996.V.53.N6.P.6155−6163.
- Schaefer D.W., Keefer K.D. // Phys. Rev. Lett. 1984. V. 53. P. 596.
- Михайлов Е.Ф., Власенко C.C. // Хим. физика 1990. Т. 9. С. 1580.
- Михайлов Е.Ф., Власенко С. С. // Хим. физика. 1992. Т. 11. С. 571.
- Horvolgyi Z., Mate М., Zrinyi М. // Colloid Surfaces Ser.А. 1994. V. 84. P. 207.
- Tsay C.-S., Lee C.-K., Chiang A.S.T.// The fractal and percolation analysis of polymeric A1203 gel. Chem. Phys. Lett. 1997. N1−3. P.83−90.
- Sorensen C.M., Hageman W.B., Rush T.J., Huang H., Oh C.// Aerogelation in flame soot aerosol. Phys. Rev. Lett. 1998.V.80.N8P. 17 821 785.
- Woiginger Т., Reynes J., Hafidi Alaoui A., Beurroies I., Phalippou J.// Different kinds of structure in aerogels: relationship with the mechanical properties/J. Nonb-Cryst. Solids. 1998.V.241.N1.P.45−52.
- Krall A.H., Weitz D.A.// Internal dynamics and elasticity of fractal colloidal gels. Phys. Rev. Lett. 1998.V.80.N4.P.778−781
- Gonzalez A.E., Ramirez-Santiago G.//Scaling of the structure factor in fractal aggregation of colloids: computer similations. J Colloid Interface Sci. 1996. V. 182. N1 .P.254−267.
- Forrest S., Witten T. // J. Phys. Ser. A. 1979 V. 12. P. L109.
- Smith R.L., Collins S.D. // J. Appl. Phys. 1992. V. 71. P. R1.
- Weitz D., Lin M.Y., Sandroff C. // Surface Sci. 1985. V. 158. P. 147.
- Nicula T. //Light scattering as an alternate probe of fractal structure oa Agl colloidal aggregates. Indian J. Phys. 1998.V.72B.N6.P.631−635.
- Molina-Bolivar J.A., Galisteo-Gonzalez F., Hidalgo-Alvarez R.// Cluster morphology of protein-coated polymer colloids. J. Colloid Interface Sci. 1998.V. 208. N2.P.445−454.
- Thill A., Veerapaneni S., Simon В., Wiesner M., Bottero J.Y., Snidaro D.// Determination of structure of aggregates by confocal scanning laser microscopy. J. Colloid Interface Sci. 1998. V.204.N2.P.357−362.
- Nicolai Т., Durand D., Gimel J.-C.// Static structure factor of dilute solutions of polydisperse fractal aggragayes. Phys. Rev B. 1994−11. V.50.N22.P. 16 357−16 363.
- Serra T. Casamitjana X.// Structure of the aggregates during the process of aggregation and breakup under shear flow. J. Colloid Interface Sci. 1998. V.206.N2.P.505−511.
- Hansen S., Ottino J.M. // Aggregation and cluster size evolution in inhomogeneous flows. J. Colloid Interface Sci. 1996. V.179.N1.P.89−103
- Potatin A.A., Russel W.B.// Fractal model consolidation of weacly aggregated colloidal dispersion. Phys. Rev. e. 1996.V.53.N4.P.3702−3709.
- Thouy R., Olivi-Tran N., Jullien R.// Fragmentation of two-dimentional mass fractals by surface-diffusion sintering. Phys. Rev. B. 1997.V.50.N9.P.5321−5327.
- Урьев Н.Б., Ладыженский И. Я. //Микрореология малоконцентрированных коллоидных гелей. Фрактальные модели. Коллоид, журн. 1992.Т.54.№ 4.С.87−94.
- Mingalyov P., Fadeev A., Staroverov S., Lisichkin G. J. of Chromatography, 1993, № 646, p.267−277
- Модифицированные кремнеземы в сорбции, катализе и хроматографии, (под ред. Лисичкина Г. В.), М: Химия, 1986, 248с. 99. Schmaker V., Stevenson D., J. Am. Chem. Soc.1947, V.63, p.37
- А.Л.Коварский, А. М. Вассерман, Спиновые метки и зонды в физикохимии полимеров, М.: Наука, 1986, 245 с.
- А.Л.Коварский, Спектроскопия ЭПР. Учебное пособие, РХТУ им. Менделеева, 1998, 40 с. «
- Ю2.Чернин И. З., Смехов Ф. М., Жердев Ю. В. Эпоксидные полимеры и композиции. — М.:Химия, 1982,230 с
- Bondi A. Physical Properties of Molecular Crystals, Liquids and Glasses. NY-London-Sydney.: John Wiley & Sons, 1968
- Л.И.Анциферова, А. М. Вассерман и др., Атлас спектров ЭПР спиновых меток и зондов, М.:Наука, 1977,160 с.
- Ю5.Мингалее П. Г., Фадеев А. Ю., Староверов СМ., Лунина Е. В., Лисичкин Г. В. II Хим. физика. 1992. Т. 11. № 1. С. 85.
- CRC Handbook of chemistry and physics. Dr. Lide CRC Press, NY, London, Tokyo, 1999
- Hwang J.S., Mason R.P., Hwang L.-P., Freed J.H. // J.Phys.Chem. 1995, V. 79, N5, p. 489.
- Friedrich C., Laupretre F., Noel C., Monnerie L.
- Macromolecules. 1991. V. 14. N 4. P. 1119
- Коварский</span> А.Л., Юшкина T.B., Каспаров B.B., Шапиро А. Б., //
- Высокомолек. соед. А. 2001. Т. 43. № 3. С. 441.
- Юшкина Т.В., Коварский А. Л., Каспаров В. В., Шапиро А.Б.,.// Высокомолек. соед. А. 2001. Т. 43. № 11. С. 2009.
- Kovarski A.L., Yushkina T.V., Kasparov V.V., Shapiro A.B.,// Colloid Polym. Sci. 2003. V. 281. No. 4. P. 308.
- Kovarski A.L., Yushkina T.V., // Journal of the Balkan Tribological Association. 2003. V. 9. No. 2. P. 203.
- Kovarski A.L., Yushkina T.V., Surfaces Spin Labeling // Polymer News. 2002. V.27.N12. P. 421.
- A.Kawabata. J/Phys.Soc.Japan.299,902,1970
- Лифшиц ИМ., Азбелъ М. Я., Каганов М. И. Электронная теория металлов. М.: Наука, 1971. 415 с.
- Петров Ю.И. Физика малых частиц. М.: Наука, 1982.
- Ролдугин В.И. II Успехи химии. 2000. Т. 69. С. 899−923.
- Ролдугин В.И. // Успехи химии. 2003. Т. 72. С. 931−959.
- Filippov A.V., ZuritaM., RosnerD.E. // J. Colloid Interface Sci. 2000. V. 229. P. 261.
- Shalaev V.M. // Phys. Repts. 1996. V. 272. P. 61−137.
- Карпов С.В., Басько АЛ., Попов А. К., Слабко В. В. Коллоид, журн. 2000. Т. 62. С. 773−789.
- Lazarides А.А., Schats G.C. // J. Phys. Chern. B. 2000.V. 104. P. 460 467.
- Knight W.D. II J. Phys. (Paris). 1977. T. 38. Colloq. 2. Suppl. 7. P. C2−109