測(ce)定交聯度(du)的(de)低(di)場(chang)核磁法(fa)

交聯度(du)

在(zai)支(zhi)化(hua)的(de)高分子中(zhong)，支(zhi)鏈之間(jian)沒有化(hua)學鍵(jian)的(de)結合。在理(li)論上它(ta)們結(jie)構上仍(reng)近似與線(xian)型高分子：可(ke)以溶解(jie)和(he)熔(rong)融。但(dan)當同壹或不同高分子的(de)側(ce)鏈之間(jian)形成化(hua)學鍵(jian)連接(jie)後(hou)，高分子形成類似網(wang)絡(luo)狀(zhuang)的(de)結構。網(wang)絡(luo)的(de)大(da)小(xiao)取決於高分子支(zhi)鏈之間(jian)以化(hua)學鍵(jian)交聯的(de)數(shu)量。高分子可(ke)以通過交聯形成超分(fen)子的(de)獨立(li)網(wang)絡(luo)。兩個獨(du)立(li)互穿(chuan)的(de)網(wang)絡(luo)叫做(zuo)互穿(chuan)網(wang)絡(luo)，非(fei)交聯的(de)高分子與交聯的(de)網(wang)絡(luo)互穿(chuan)稱(cheng)為半(ban)互穿(chuan)網(wang)絡(luo)。高分子交聯後(hou)，分子的(de)旋轉和(he)運(yun)動受(shou)到(dao)極(ji)大(da)的(de)限制，並由此提(ti)高高分子聚合(he)物在宏(hong)觀(guan)上的(de)強(qiang)度(du)和(he)剛(gang)度(du)。此(ci)外(wai)，交聯的(de)高分子材(cai)料還擁(yong)有“記憶(yi)"效應。當(dang)含(han)有足夠(gou)高交聯程度(du)的(de)聚合(he)物受(shou)拉伸長時(shi)，交聯的(de)鏈段阻(zu)止鏈(lian)間的(de)滑(hua)移，鏈段僅能(neng)伸(shen)直(zhi)；但(dan)當外力去除後(hou)，鏈段回復至(zhi)原(yuan)位。硫(liu)化(hua)橡(xiang)膠是(shi)高分子交聯後(hou)性質(zhi)變(bian)化(hua)並具有“記憶(yi)"效應的(de)壹個直(zhi)觀(guan)的(de)例子。

高分子的(de)交聯程度(du)用(yong)交聯度(du)表(biao)示。交聯度(du)通常被(bei)定義(yi)為：相(xiang)臨(lin)兩個交聯點(dian)的(de)平均(jun)相(xiang)對分(fen)子量。

傳(chuan)統平衡溶脹法(fa)測(ce)定交聯度(du)

交聯聚合(he)物因其內部(bu)的(de)網(wang)絡(luo)在(zai)溶劑(ji)中(zhong)不(bu)能(neng)溶解(jie)，但能(neng)產生(sheng)壹定(ding)程(cheng)度(du)的(de)溶脹，溶脹程(cheng)度(du)取決於網(wang)絡(luo)的(de)交聯程度(du)。溶劑(ji)分子進入(ru)高分子聚合(he)物交聯而成的(de)三維(wei)網(wang)絡(luo)時(shi)，將(jiang)引起三(san)維(wei)分子網(wang)的(de)伸展而(er)使(shi)交聯體系體積(ji)膨(peng)脹。交聯網(wang)的(de)伸展導(dao)致(zhi)交聯點(dian)間(jian)高分子鏈構(gou)象(xiang)熵(shang)的(de)降低(di)，從(cong)而(er)使(shi)交聯網(wang)產生(sheng)彈(dan)性(xing)收(shou)縮(suo)力，這種收(shou)縮(suo)力的(de)大(da)小(xiao)取決於交聯聚合(he)物中(zhong)兩交聯點(dian)間(jian)高分子鏈段的(de)平均(jun)分(fen)子量值(zhi)。當(dang)溶劑(ji)的(de)溶脹力和(he)交聯鏈段的(de)收(shou)縮(suo)力相(xiang)平衡時(shi)，體系達(da)到(dao)了(le)溶脹平衡狀(zhuang)態(tai)，測(ce)出(chu)這時(shi)的(de)溶脹度(du)Q值(zhi)，即(ji)可(ke)計算(suan)出(chu)聚合(he)物交聯點(dian)間(jian)的(de)高分子鏈段的(de)平均(jun)分(fen)子量值(zhi)。顯然，值越(yue)大(da)，表(biao)明(ming)該交聯聚合(he)物的(de)交聯程度(du)越(yue)小（交聯密度(du)越(yue)小）。溶脹平衡實(shi)驗應(ying)在恒溫條(tiao)件下進行。

測(ce)定交聯度(du)的(de)低(di)場(chang)核磁法(fa)

目(mu)前高分子交聯程度(du)測(ce)試方(fang)法(fa)主(zhu)要(yao)有應力松(song)弛(chi)法(fa)、溶脹法(fa)等(deng)，然而這些方(fang)法(fa)都(dou)存(cun)在(zai)耗時(shi)長(chang)、靈(ling)敏度(du)不(bu)高、對樣品具有破壞(huai)性(xing)的(de)特(te)點(dian)，而(er)低(di)場(chang)核磁法(fa)近(jin)年(nian)來在測(ce)定交聯度(du)方(fang)面(mian)顯示出(chu)突出(chu)的(de)優(you)勢(shi)。通過對烴(ting)鏈(lian)上的(de)H分子運動(dong)進行測(ce)量，從(cong)而(er)解(jie)析(xi)得出(chu)樣品的(de)交聯密度(du)。可(ke)以在樣品無化(hua)學品介(jie)入(ru)、無損條件下，幾(ji)秒鐘(zhong)之(zhi)內準(zhun)確(que)地測(ce)定樣品的(de)交聯程度(du)。

低(di)場(chang)核磁法(fa)測(ce)定交聯度(du)的(de)優(you)勢(shi)：

快(kuai)速：單(dan)個樣品僅需(xu)幾(ji)分鐘(zhong)即可(ke)完成測(ce)試；

綠(lv)色：測(ce)試過(guo)程(cheng)無需(xu)任(ren)何化(hua)學試劑(ji)；

便捷：樣品制(zhi)備簡(jian)單(dan)，對樣品形態(tai)無要(yao)求(qiu)；

無損：同壹樣品可(ke)重復測(ce)試，可(ke)僅需(xu)縱(zong)向(xiang)實(shi)驗。