|
Специальные полимеры и композиции - Косточко А.В.ISBN 5-89120-085-6 Скачать (прямая ссылка):  В. А. Орлова, Высокомолек. соед., 6, 2185, 1964. 4. Tables of interatomie distances and configuration in molecules and ions, ed. L. E. Sutton, L. The —chemical soc. Burlington Haus, 1958. 5.И. Я. Слоним, Успехи химии , 31, 609 , 1962 . ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРАТАЦИИ НИТРАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ МЕТОДАМИ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ Совместно с Калуцкой Э. П., Гусевым С. С., Бердниковой Т. М. [Высокомолекулярные соединения, том XXIII, № 7, 1981] Наличие в нитратах целлюлозы сорбированной воды оказывает существенное влияние как на технологические процессы переработки этого полимера и взаимодействие его с растворителями, так и на свойства получаемых из него изделий. Поэтому исследоване механизмов взаимодействия с молекулами воды, природы активных центров сорбции, состояния и структуры воды в нитратах целлюлозы в зависимости от влажности среды имеет не только научный, но и практический интерес. Одним из наиболее эффективных методов при такого рода ис- 2* -19- А. В. КОСТОЧКО следованиях является инфракрасный спектральный анализ. Однако для изучения системы нитрат целлюлозы — вода он применялся очень мало, и возможности его не исчерпаны. Связано это в основном с методическими трудностями получения спектров и с наличием поглощения незамещенных гидроксилов нитратов целлюлозы (НЦ) в области поглощения молекул сорбированной воды. В работе [1] путем вычисления изменения коэффициентов интегрального поглощения полос валентных колебаний ОН-групп, вызванного удалением воды при нагревании образцов, были выделены полосы поглощения сорбированной воды. В настоящей работе представлены результаты применения дифференциального метода записи спектров, позволяющего непосредственно получать полосы поглощения сорбированной воды, для исследования гидратации НЦ в зависимости от относительной влажности воздуха и от содержания азота в полимере. Суть метода заключается в том, что запись спектра увлажненного образца производится относительно аналогичного сухого образца, помещенного в канал сравнения прибора. Дифференциальная запись налагает жесткие требования на эквивалентность оптических толщин обоих образцов. Поэтому для исследований должны подбираться такие образцы, чтобы при гидратации в одинаковых условиях прибор регистрировал полное совпадение их пропускания. Объектами исследований служили нитраты целлюлозы с содержанием азота 11,98; 13,56; 13,9 и 14,11%. Для спектральных измерений методом прямого прессования напыленного слоя волокон были изготовлены тонкие клиновидные пленки, максимальная толщина которых не превышала 7 мкм. Образцы помещали в бумажную диафрагму, отверстие которой соответствовало сечению луча спектрофотометра. Путем перемещения образцов в диафрагме находили такое их положение, при котором достигалась полная компенсация поглощения, и прибор регистрировал прямую фоновую линию. Затем положение пленок в диафрагме фиксировали. После сушки обоих образцов и записи фоновой линии один из них последовательно увлажняли в атмосфере с относительной влажностью 7, 11, 33, -20- Специальные полимеры и композиции Рис. 1. ИК-спектры НЦс содержанием азота 11,98 (а) и 13,56% (б), гидратированных при относительных влажностях 0 (/), 11 (2), 33 (3), 52 (4) , 75 (5), 84 (6) и 98% (7) 52, 75, 84, 98% и регистрировали его спектр относительно сухого образца, сохранявшегося в герметичных условиях. Полученные таким образом спектральные изменения обусловлены только поглощением сорбированной воды и превращениями тю -лимера в результате взаимодействия с молекулами воды. Для записи спектров пленки помещали между окошками из кристалла KRS-5 или CaF2 и герметизировали при помощи вакуумной замазки, предварительно нанесенной на края окошек. -21 А. В. КОСТОЧКО з f'i Са Рис. 2. Дифференциальные ИК-спсктры НЦ, гидратированных при относительных влажностях О (/), 11 (2), 33 О), 52 (4), 75 (5), 84 (6) и 98% (7). Содержание азота 11,98 (а), 13,56 (б), 13,9 (в) и 14,11% (г) Положение сухого и увлажненного образцов относительно луча спектрофотометра поддерживали строго неизменным при записи спектров всей серии влажностей гидратированной плен- -22- Специальные полимеры и композиции ки. Пленки сушили в вакуумной печи при температуре 100 ± 5° и давлении 9,8 • 103 н/м2 в течение 2 ч, и их влажность принимали за нулевую. Гидратацию образцов проводили при комнатной температуре в эксикаторах над насыщенными растворами солей, которые обеспечивали определенную относительную влажность [2]. Время кондиционирования 3 сут. При дифференциальной записи пленок, гидратированных в парах тяжелой и полутяжелой воды, с целью исключения разбаланса начального соотношения интенсивностей полос поглощения гидроксилов сухого и увлажненного образцов вследствие замещения водорода гидроксильных групп на дейтерий оба образца сначала увлажняли в парах тяжелой или полутяжелой воды, затем сушили в вакуумной печи, после чего один из них гидратировали в парах НДО или Д20 при той же относительной влажности. Полутяжелая вода (ыла получена смещением тяжелой (80%) и легкой воды (20%) и представляла собой смесь Д20, НДО и Н20 с преимущественным содержанием Д20 и НДО, что контролировали по соотношению интенсивностей полос поглощения деформационных колебаний компонентов. Спектры записывали на спектрофотометре "Specord 75-IR" в интервале частот 4000 — 7000 см-1. При дифференциальной записи линейность шкалы пропусканий в пределах анализируемых пропусканий сохранялась. При расчете оптических плотностей полос поглощения их пиковую интенсивность определяли относительно фона, который наблюдали в спектре при гидратации образца в среде с заданной относительной влажностью.
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
