ИССЛЕДОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО СТРОЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВ-ПОЛИМОЧЕВИН МЕТОДОМ СПЕКТРОСКОПИИ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

 Исследовано влияние химического состава, параметра растворимости сегментов и их длины на размер доменов, толщину межфазного слоя и степень фазового разделения в полиуретан-полимочевинах, синтезируемых из олигомерного диизоцианата, куамина и полиолов на основе полиэтиленгликоля, полипропиленоксида и полибутадиена. Измерения проведены с помощьюразличных методик, таких как протонная спин-диффузионная твердотельная спектроскопия ядерного магнитного резонанса, спектроскопия ядерного магнитного резонанса с кросс-поляризацией, использующих определенные импульсные последовательности. Измерения выполнены на спектрометре Bruker Avance II 500, действующем на протонной частоте 500,13 МГц.Выяснено, что свойства сегментированных полиуретан-полимочевин прямо зависят от степени разделения фаз между жесткими сегментами и подвижной матрицей. Изучение времен поперечной релаксации образцов показало, что молекулярная подвижность в полиуретане представлена четырьмя составляющими. Понимание процесса формирования полимера, распределения по объему составляющих его частей, знание предрасположенности образовывать те или иные связи может быть использовано для создания полимерных материалов с требуемыми характеристиками, важными для промышленности.

 1.      Chattopadhyay D.K., Raju K.V.S.N. Structural engineering of polyurethane coatings for high performance applications // Progress in Polymer Science. 2007. V. 32. N 3. P. 352–418. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2006.05.003

2.      Mishra A., Aswal V.K., Maiti P. From nanostructure to microstructure self-assembly of aliphatic polyurethanes: the effect on mechanical properties // Journal of Physical Chemistry B. 2010. V. 114. N 16. P. 5292–5300. doi: 10.1021/jp100599u

3.      Patel R.H., Patel K.S. Synthesis and characterization of flame retardant hyperbranched polyurethanes for nano-composite and nano-coating applications // Progress in Organic Coatings. 2015. V. 88. P. 283–292. doi: 10.1016/j.porgcoat.2015.07.007

4.      Malay O., Oguz O., Kosak C., Yilgor E., Yilgor I., Menceloglu Y.Z. Polyurethaneurea-silica nanocomposites: preparation and investigation of the structure-property behavior // Polymer. 2013. V. 58. N 20. P. 5310–5320. doi: 10.1016/j.polymer.2013.07.043

5.      Voda A., Beck K., Schauber T., Adler M., Dabisch T. et al. Investigation of soft segments of thermoplastic polyurethane by NMR, differential scanning calorimetry and rebound resilience // Polymer Testing. 2006. V. 25. N 2. P. 203–213. doi: 10.1016/j.polymertesting.2005.10.007

6.      Monnerie L., Halary J.L., Kausch H.-H. Deformation, yield and fracture of amorphous polymers: relation to the secondary transitions / In: Intrinsic Molecular Mobility and Toughness of Polymers I. Springer, 2005. P. 215−372. doi: 10.1007/b136957

7.      Steinbeck C.A., Chmelka B.F. Rapid ¹H{¹³C}-resolved diffusion and spin-relaxation measurements by NMR spectroscopy // Journal of the American Chemical Society. 2005. V. 127. N 33. P. 11624–11635. doi: 10.1021/ja0439064

8.      Li X.J., Fu W.G., Wang Y.N., Chen T.H., Liu X.H. et al. Solid-State NMR characterization of unsaturated polyester thermoset blends containing PEO-PPO-PEO block copolymers // Polymer. 2008.V. 49. N 12. P. 2886–2897. doi: 10.1016/j.polymer.2008.04.042

9.      Saalwachter K., Thomann Y., Hasenhindl A., Schneider H. Direct observation of interphase composition in block copolymers // Macromolecules. 2008. V. 41. N 23.
P. 9187–9191. doi: 10.1021/ma802094h

10.   Jack K.S., Wang J.H., Natanson A., Register R.A. Characterization of the microdomain structure in polystyrene−polyisoprene block copolymers by ¹H spin diffusion and small-angle X-ray scattering methods // Macromolecules. 1998.V. 31. N 10. P. 3282–3291. doi: 10.1021/ma971436a 

11.   Mauria M., Thomannb Y., Schneidera H., Saalwachter K. Spin-diffusion NMR at low field for the study of multiphase solids//Solid State Nuclear Magnetic Resonance.2008. V. 34. N 1–2. P. 125–141. doi: 10.1016/j.ssnmr.2008.07.001

12.   Saalwachter K. Proton multi-quantum NMR for the study of chain dynamics and structural constraints in polymeric soft materials // Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 2007. V. 51. P. 1–35. doi: 10.1016/j.pnmrs.2007.01.001

13.   Mellinger F.. Wilhelm M., Spiess H.W. Calibration of ¹H NMR spin diffusion coefficients for mobile polymers through transverse relaxation measurements // Macromolecules. 1999. V. 32. N 14. P. 4686–4691. doi: 10.1021/ma9820265

14.   Hsieh A.J., Chantawansri T.L., Hu W., Strawhecker K.E., Casem D.T. et al. New insight into microstructure-mediated segmental dynamics in select model poly(urethane urea) elastomers // Polymer. 2014. V. 55. N 7. P. 1883–1892. doi: 10.1016/j.polymer.2014.02.037

15.   Hu W., Patil N.V., Hsieh A.J. Glass transition of soft segments in phase-mixed poly(urethane urea) elastomers by time-domain ¹H and ¹³C solid-state NMR // Polymer. 2016. V. 100.
P. 149–157. doi: 10.1016/j.polymer.2016.08.015

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License