固体核磁共振在高分子材料结构研究中的应用-材料科学与工程.PDF

维普资讯 [ ‘ 第6期 高分子材料科学与-r~A N。．6 1993年 11月 POLYMERICMATERIALSSC／ENCEANDENGINEERING Nov．1993 固体核磁共振在高分子材料 结构研究中的应用 f一 ／ l ’ 壹直 丁 ，7． (南京大学化学系．南京，210008) r1 摘 要 ‘奉文概述 了固体高分辨核磁共振技术在高分子材料结构与形态研究中的应用及近年来的发展 情况。 关键词 固体饺醋共振．聚合物，材料，应用，进展。 核磁共振 MR)波谱是高分子材料结构与性能的重要表征技术。近年来，NMR的新技术 层出不穷，已可从分子水平研究材料的微观结 构E。新近发展起来的NMR成像技术，甚至可 探测材料内部的缺陷，跟踪加工过程中的结构 与形态的变化。固体核磁共振可以检测固体材 料中的同位索H、”C、F或 。si原子核的共振 峰，推出核周围的环境状态。由于 ℃、si等元 素的自然丰度较低，磁旋比也小，往往采用样品 的魔角旋转 (MAS)、交叉极化(cP)及偶极去偶 (DD)等技术来强化检测灵敏度。MAS使固体 样品绕外磁场以51．7。高速旋转，用来使固体 样品的化学位移的非均一陛得到平均化，从而 d 使峰变窄，提高分辨率 高功率的质子偶极去偶 1 ‘C 圳 m 舳 ■蛐 I 。f--It 。f ll?~lgCLq0h耐nedl·蛔· dI赶e呻 lam dltD‘唯 用来消除tt-x(x= C、F、Si)的偶极作用 。 銎 交叉极化(cP)则通过HastⅡ1an—Hahn效应，在合 (a)a statitmary Nlm I (b)with DD／ c瞳Im- 】(c)withh．^S／ElD hniqu I(d) 适的时机采样，可以提高检测灵敏度。MhS／ 【hM x cP拍嚏m DD／CP3项技术综合使用，便可得到固体材料 的高分辨SC-NM_R波谱 图1以聚 甲基丙烯馥 甲酯为样品，说明各项技术的单独作用效果及综 合使用的重要性。 1(a)为静止样品的波谱，虽然采取了标量去偶措施，仍然得不到共振峰。 啦韫．1蜻：199~-O7—2l 维普资讯 高分子材料科学与工程 l993年 采用DD／CP技术，得到了很宽的谱带。宽谱带反映了固体样品化学位移的非均一性，如图I (b)所示 倘若用MAS代替CF，即采用MAS／DD技术，谱带明显变窄，但信噪比明显下降，如图 I(。)。MAS／DD／CP3项技术同时使用，便可得到高信噪比、高分辨率的令人满意的波谱，如图 1【d)所示 所以虽然高分子材料中”C的自然丰度很低，但高分辨率固体核磁共振仍能得到 清晰的谱图。 普通用以研究溶液的付里叶变换核磁共振谱仪，加上具有MASlCP／DD功能的附件，便可 测量固体材料的NMR谱 1 固体高分子形态研究 固体NMR在高分子材料表征中的重要用途之—是形态研究 高分子链可以有序地排列 成结晶型，或无规地组成无定型。结晶型及