长碳链PA1212弹性体在热环境中的分子运动和氢键研究

• 作者: 蒋杰 唐秋雨 赵玲 奚桢浩 袁渭康
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 长碳链聚酰胺弹性体 红外光谱 原位WAXD 分子模拟 氢键
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 材料化学工程与纳米技术
• 页码范围: 425-433
• 页数: 8页
• 分类号: TQ323.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211166

摘要

热塑性聚酰胺弹性体因其优异的回弹性和二氧化碳选择透过性而受到广泛关注，而材料内氢键作用对弹性体相分离行为和力学性能有决定性影响。基于 PA1212 聚醚型弹性体，即 PA1212 为硬段，聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇三嵌段共聚醚为软段，通过原位红外光谱(FT-IR)、二维相关红外光谱(2D FT-IR)、原位广角X射线衍射(WAXD)分析，结合分子动力学模拟，研究了 PA1212弹性体分子链运动行为和氢键解离方式。弹性体受热导致分子链运动能力增强，体系中氢键作用减弱，有序氢键(ordered hydrogen bond)向无序氢键(disorderedhydrogen bond)转变，其中软段C—O—C和N—H形成的氢键优先解离，而硬段微区PA1212中C===O和N—H形成的氢键解离滞后；相比形成氢键的分子链间距d100，氢键面间距d010/110受热变化更敏感，最终分子链间距和氢键面间距近似相等，即发生 Brill转变，WAXD结果表明，加热促进了氢键的解离。分子动力学模拟结果验证了红外分析结果，氢键键长增加，氢键作用减弱，PA1212微区的氢键密度和强度总是大于聚醚微区，聚醚微区的氢键密度受加热影响下降更快。