Температурная эволюция взаимодействия релаксационных процессов с локальной динамикой на терагерцевых частотах в полимерах с водородными связями
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.
- E. Kremer, A. Loidl. The Scaling of Relaxation Processes. Springer International Publishing AG, Leipzig (2018). 325 p
- G. Biroli, J.P. Garahan. J. Chem. Phys. 138, 12A301 (2013)
- E.P.J. Parrot, A. Zeitler. Appl. Spectrosc. 69, 1, 1 (2015)
- W. Gotze. Complex Dynamics of Glass-Forming Liquids. Oxford University Press, N.Y. (2009). 362 p
- V.N. Novikov, A.P. Sokolov, B. Stube, N.V. Surovtsev, E. Duval, A. Mermet. J. Chem. Phys. 107, 1057 (1997)
- S.D. Bembenek, B.B. Laird. J. Chem. Phys. 114, 2340 (2001)
- V.A. Bershtein, V.A. Ryzhov. Adv. Pol. Sci. 114, 43 (1994)
- K.L. Ngai. Relaxation and Diffusion in Complex Systems. Oxford University Press, N.Y. (2011). 425 p
- S. Kastner, M. Kohler, V. Goncharov, P. Lunkenheimer, A. Loidl. J. Non-Cryst. Solids 357, 510 (2011)
- В.А. Рыжов, М.В. Тонков. В сб.: Молекулярная спектроскопия / Под ред. Г.С. Денисова. ЛГУ, Л. (1973). С. 108
- L. Duvillaret, F. Garet, J.-L. Coutaz. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 739 (1996)
- Y-S. Jin, G-J. Kim, S-G. Jeon. J. Korean Phys. Soc. 40, 513 (2006)
- S. Wietzke, C. Janden, M. Reuter, B.M. Ficsher, M. Koch, J. Mol. Struct. 1006, 41 (2011)
- A.V.R. Warrier, S. Krimm. Macromolecules 3, 709 (1970)
- W.F.X. Frank, H. Fiedler. Infrared Phys. 19, 481 (1979)
- A. Barkatt, C.A. Angell. J. Chem. Phys. 70, 901 (1979)
- В.А. Берштейн, В.М. Егоров. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров. Химия, Л. (1990). 248 с
- Ю.Я. Готлиб, А.А. Даринский, Ю.Е. Светлов. Физическая кинетикамакромолекул. Химия, Л. (1986). 272 с
- R. Zorn, A. Alegria, A. Arbe, J. Colmenero, D. Richter, B. Frick. J. Non-Cryst. Solids 235-237, 169 (1998)
- N. Nagai, T. Imai, R. Fukasawa, K. Kato, K. Yamauchi. Appl. Phys. lett. 85, 4010 (2004)
- G. Wypych. PVC Degradation and Stabilization. ChemTec Publishing, Toronto (2008). 466 p
- E. Duval, T. Achibat, A. Boukenter, B. Varrel, R. Calemczuk, B. Salce. J. Non-Cryst. Solids 190, 258 (1995)
- 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.