ИК-спектроскопическое изучение конформационной динамики макромолекул пористых полимеров

• Автор: Шаймухаметова, Эльвира Рамилевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛОКАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ

ПОЛИМЕРОВ

1.1. Общие сведения о полимерах и полимерных мембранах

1.2. Локальная молекулярная динамика и релаксационные

свойства полимеров

1.3. Некоторые методы изучения релаксационных процессов

и локальной подвижности в полимерах

1.4. ИК-спектроскопический метод конформационных зондов

ГЛАВА 2. ЛОКАЛЬНАЯ МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИНАМИКА В ПОРИСТЫХ ПОЛИМЕРАХ ПО МЕТОДУ ИК-ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ ЗОНДОВ
2.1. Локальная динамика макромолекул полисульфона и
поликарбоната
2.2. Вторичные релаксационные переходы в поливинилбутирале
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ СВЕРХКРИТИЧЕСКИМ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА НА ЛОКАЛЬНУЮ МОЛЕКУЛЯРНУЮ ПОДВИЖНОСТЬ В ПОРИСТЫХ ПОЛИМЕРАХ
3.1. Сверхкритические флюиды: основные понятия и области применения
3.2. Влияние сверхкритической флюидной обработки на релаксационные свойства пористых полимеров

ГЛАВА 4. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ И ЕГО АДАПТАЦИЯ К ОБРАБОТКЕ СЛОЖНЫХ ИК-ФУРЬЕ СПЕКТРОВ
4.1. Введение в генетические алгоритмы
4.2. Генетические алгоритмы: от теории к практике
4.3. Непрерывные генетические алгоритмы
4.4. Адаптация генетического алгоритма к обработке
ИК-фурье спектров
ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕДЛОЖЕННОГО ГИБРИДНОГО ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ИК-ФУРЬЕ СПЕКТРОВ
5.1. Апробация методики на модельных спектральных контурах
5.2. Исследование шумовой составляющей экспериментальных
спектров
5.3. Сравнение эффективности разложения спектральных контуров, состоящих из шести компонент, с помощью генетического алгоритма и метода наименьших квадратов
5.4. Обработка экспериментальных ИК-Фурье спектров: метод конформационных зондов, комбинированный с генетическим
алгоритмом
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Изучение локальной динамики макромолекул и релаксационных процессов в полимерах при температурах ниже температуры стеклования имеет большое значение, так как от типов локального движения зависят многие физические и химические свойства полимеров [1]. Поскольку релаксационные свойства полимеров и материалов из них определяют возможность их практического использования, то релаксационные процессы изучаются различными физическими методами [2,3]. Полисульфон, поликарбонат и поливинилбутираль являются термопластичными полимерами и составляют основу композиций при создании новых конструкционных материалов для электротехники, электроники, автомобилестроения, авиации, космической техники и других отраслей промышленности. Эти полимеры обладают пористой структурой и поэтому используются в качестве разделительных слоев в микро- и ультрафильтрационных мембранах для разделения смесей веществ. Исследования таких полимеров актуальны, так как они способствуют выработке современных фундаментальных представлений о структуре и природе локальной молекулярной динамики полимеров и вторичных релаксационных переходов в них. Кроме того, важной прикладной задачей является изучение влияния на вторичные релаксационные переходы сверхкритической флюидной обработки полимеров, поскольку эти
исследования способствуют созданию полимерных материалов
контролируемой пористостью.
Распространённым типом движения в полимерах является
конформационная динамика макромолекул, поэтому интересным и
целесообразным является изучение полимера с помощью веществ, обладающих
собственной конформационной динамикой. Таким подходом является ИК-
спектроскопический метод конформационных зондов, суть которого
заключается в отслеживании температурной динамики конформационно-

200 300 400 500 600
105ТТ К1
Рис. 2.6. Зависимость логарифма отношения оптических плотностей конформационно-чувствительных полос поглощения зонда в полимере от обратной температуры для системы:
1,2-дифенилэтан в полисульфоне
Таблица 2.2. Температуры замораживания конформационной подвижности молекул зондов в ПК
Зонд у/,А3 Т/,К Релаксатор
1,2-дихлорэтан (ДХЭ) С1СН2-СН2С1 24 240±10
1,2-дибромэтан (ДБЭ) ВгСН2-СН2Вг 31 260±15
1,1,2,2-тетрахлорэтан (ТХЭ) С12НС-СНС12 42 240±15 с н3
1,1,2,2-тетрабромэтан (ТБЭ) Вг2НС-СНВг2 57 250±5 СН
1,2-дифенилэтан (ДФЭ) с6н5н2с-сн2с6н5 86 260±5
Таблица 2.3. Температуры замораживания конформационной подвижности молекул зондов в ПСФ
Зонд у/,А3 7), К Релаксатор
1,2-дихлорэтан (ДХЭ) С1Н2С-СН2С1 24 195±15 8°2-
1,2-дибромэтан (ДБЭ) ВгН2С-СН2Вг 31 240±15 С н3 сн
1,1,2,2-тетрахлорэтан (ТХЭ) С12НС-СНС12 42 260±10
1,1,2,2-тетрабромэтан (ТБЭ) Вг2НС-СНВг2 57 255±10
1,2-дифенилэтан (ДФЭ) С6Н5Н2С-СН2С6Н5 86 270±10