Embalaje de cadena en polímeros vidriosos por difusión de espín de abundancia natural 13C-13C utilizando solo...

Área de la Ciencia:

• La ciencia de los polímeros es la ciencia de los polímeros.
• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear de estado sólido (RMN) Espectroscopia de resonancia magnética nuclear de estado sólido (RMN) Espectroscopia de estado sólido
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Comprender la estructura a nanoescala de los polímeros vidriosos es crucial para predecir sus propiedades mecánicas.
• Los métodos anteriores para determinar las proximidades de las cadenas eran limitados, especialmente en los niveles de abundancia natural de carbono-13 (13C).
• La heterogeneidad del sitio dinámico en las gafas complica las mediciones de los tiempos de relajación (T1C).

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y aplicar un método de RMN robusto para cuantificar las proximidades entre las cadenas de polímeros en estados vítreos.
• Para utilizar acoplamientos dipolares de carbono-13-carbono-13 (13C-13C) dependientes de la distancia y la difusión de espín para sondear las interacciones en cadena.
• Para correlacionar el embalaje de cadena medido con las distintas propiedades mecánicas de los policarbonatos comerciales.

Principales métodos:

• Empleando una versión 2D del experimento de RMN de detección de intercambio (CODEX) solo de banda central.
• Utilizando la compensación de relajación y una referencia S(0) para corregir las variaciones en T2 y T1C.
• Calibrando la difusión de espín utilizando el polímero como sistema modelo y analizando las intensidades de pico cruzado en diferentes tiempos de mezcla (200 ms y 1200 ms).

Principales resultados:

• Se midieron con éxito las proximidades intracadena (2.5 Å) para los pares 13C-13C dentro de uno o dos enlaces utilizando un tiempo de mezcla de 200 ms.
• Se detectaron proximidades entre cadenas (5 Å) que aparecen con un tiempo de mezcla de 1200 ms.
• Proporcionó una comparación directa de empaque de cadena no aleatoria en dos policarbonatos con diferentes comportamientos mecánicos.

Conclusiones:

• El CODEX bidimensional es un método práctico y preciso para determinar las proximidades de las cadenas poliméricas en abundancia natural de 13C.
• La información de embalaje de la cadena derivada de la RMN ofrece información sobre las diferencias mecánicas macroscópicas entre los policarbonatos.
• Esta técnica avanza en los estudios de la relación estructura-propiedad en polímeros vidriosos.