Вышедшие номера
Температурная эволюция взаимодействия релаксационных процессов с локальной динамикой на терагерцевых частотах в полимерах с водородными связями
грантов нет
Рыжов В.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: v.ryzhov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 8 декабря 2021 г.
В окончательной редакции: 8 декабря 2021 г.
Принята к печати: 15 декабря 2021 г.
Выставление онлайн: 20 января 2022 г.

На терагерцевых частотах крутильно-колебательное движение связано с диэлектрической релаксацией в неупорядоченных твердых телах с водородными связями. Взаимодействие между этими процессами ещё мало изучено, особенно при температурах ниже температуры стеклования, что особенно существенно для молекулярной подвижности в полимерах. Нами изучены полимеры с водородными связями (полиамид-6 и поливинилхлорид) при температурах от 90 до 400 K в диапазоне 0.25-4 THz с использованием дальней ИК-спектроскопии. Три общих особенности наблюдались в спектре диэлектрических потерь ε''(ν): a) при температурах значительно ниже температуры стеклования Tg эти потери представлены низкочастотным крылом пика поглощения, обусловленного либрацией мономерных звеньев полимеров; б) при 0.7Tg<T<Tg наблюдаются дополнительные температурно-зависимые потери, которые могут быть связаны с проявлением вторичных релаксационных процессов; с) при температурах выше Tg преобладающим вкладом в терагерцевые потери становятся первичные процессы α-релаксакции. Полученные результаты показывают, что эволюция терагерцевых потерь с температурой вызвана изменением структуры водородных связей, которое, по-видимому, является универсальным для систем с подобными межмолекулярными взаимодействиями. Ключевые слова: полимеры, терагерцевые ИК-спектры, температурная зависимость, α- и β-релаксации, водородная связь.
  1. E. Kremer, A. Loidl. The Scaling of Relaxation Processes. Springer International Publishing AG, Leipzig (2018). 325 p
  2. G. Biroli, J.P. Garahan. J. Chem. Phys. 138, 12A301 (2013)
  3. E.P.J. Parrot, A. Zeitler. Appl. Spectrosc. 69, 1, 1 (2015)
  4. W. Gotze. Complex Dynamics of Glass-Forming Liquids. Oxford University Press, N.Y. (2009). 362 p
  5. V.N. Novikov, A.P. Sokolov, B. Stube, N.V. Surovtsev, E. Duval, A. Mermet. J. Chem. Phys. 107, 1057 (1997)
  6. S.D. Bembenek, B.B. Laird. J. Chem. Phys. 114, 2340 (2001)
  7. V.A. Bershtein, V.A. Ryzhov. Adv. Pol. Sci. 114, 43 (1994)
  8. K.L. Ngai. Relaxation and Diffusion in Complex Systems. Oxford University Press, N.Y. (2011). 425 p
  9. S. Kastner, M. Kohler, V. Goncharov, P. Lunkenheimer, A. Loidl. J. Non-Cryst. Solids 357, 510 (2011)
  10. В.А. Рыжов, М.В. Тонков. В сб.: Молекулярная спектроскопия / Под ред. Г.С. Денисова. ЛГУ, Л. (1973). С. 108
  11. L. Duvillaret, F. Garet, J.-L. Coutaz. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 739 (1996)
  12. Y-S. Jin, G-J. Kim, S-G. Jeon. J. Korean Phys. Soc. 40, 513 (2006)
  13. S. Wietzke, C. Janden, M. Reuter, B.M. Ficsher, M. Koch, J. Mol. Struct. 1006, 41 (2011)
  14. A.V.R. Warrier, S. Krimm. Macromolecules 3, 709 (1970)
  15. W.F.X. Frank, H. Fiedler. Infrared Phys. 19, 481 (1979)
  16. A. Barkatt, C.A. Angell. J. Chem. Phys. 70, 901 (1979)
  17. В.А. Берштейн, В.М. Егоров. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров. Химия, Л. (1990). 248 с
  18. Ю.Я. Готлиб, А.А. Даринский, Ю.Е. Светлов. Физическая кинетикамакромолекул. Химия, Л. (1986). 272 с
  19. R. Zorn, A. Alegria, A. Arbe, J. Colmenero, D. Richter, B. Frick. J. Non-Cryst. Solids 235-237, 169 (1998)
  20. N. Nagai, T. Imai, R. Fukasawa, K. Kato, K. Yamauchi. Appl. Phys. lett. 85, 4010 (2004)
  21. G. Wypych. PVC Degradation and Stabilization. ChemTec Publishing, Toronto (2008). 466 p
  22. E. Duval, T. Achibat, A. Boukenter, B. Varrel, R. Calemczuk, B. Salce. J. Non-Cryst. Solids 190, 258 (1995)
  23. P. Papanek, J.E. Fischer, N.S. Murthy. Macromolecules 35, 10, 4175 (2002)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.