Полимеры

Температурная эволюция взаимодействия релаксационных процессов с локальной динамикой на терагерцевых частотах в полимерах с водородными связями

В. А. Рыжов

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: 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 $\varepsilon''(\nu)$: a) при температурах значительно ниже температуры стеклования $T_g$ эти потери представлены низкочастотным крылом пика поглощения, обусловленного либрацией мономерных звеньев полимеров; б) при 0.7 $T_g<T<T_g$ наблюдаются дополнительные температурно-зависимые потери, которые могут быть связаны с проявлением вторичных релаксационных процессов; с) при температурах выше $T_g$ преобладающим вкладом в терагерцевые потери становятся первичные процессы $\alpha$-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, $\alpha$- и $\beta$-релаксации, водородная связь.

Поступила в редакцию: 08.12.2021
Исправленный вариант: 08.12.2021
Принята в печать: 15.12.2021

DOI: 10.21883/FTT.2022.04.52190.255

Реферативные базы данных:

•