固体高分辨核磁共振研究聚氧乙烯/纳米二氧化硅复合物的界面相互作用

高等学校化学学报 ›› 2004, Vol. 25 ›› Issue (3): 531.

固体高分辨核磁共振研究聚氧乙烯/纳米二氧化硅复合物的界面相互作用

姚叶锋, 杨光, 陈群

华东师范大学分析测试中心, 教育部光谱与波谱学重点实验室, 上海 200062

收稿日期:2003-04-01 出版日期:2004-03-24 发布日期:2004-03-24
通讯作者: 陈　群(1964年出生),男,博士,教授,博士生导师,主要从事固体核磁共振在高分子材料研究中的应用研究.E-mail;qchen@ecnu.edu.cn E-mail:qchen@ecnu.edu.cn
基金资助:
教育部优秀青年教师教学与科研奖励基金;上海市纳米专项(批准号;0252NM011);上海市重点学科计划资助

Solid-State High-Resolution ¹³C NMR Studies on Interfacial Interaction of PEO/Nano-SiO₂ Composites

YAO Ye-Feng, YANG Guang, CHEN Qun

Key Laboratory of Education Ministry for Optics and Magnetic Resonance Spectroscopy, Analytical Center, East China Normal University, Shanghai 200062, China

Received:2003-04-01 Online:2004-03-24 Published:2004-03-24

摘要/Abstract

摘要： 采用固体高分辨核磁共振碳谱对聚氧乙烯(PEO)/纳米二氧化硅(Nano-SiO₂)复合物体系的相态结构、分子间相互作用和分子运动进行了研究,发现随着复合物中SiO₂含量增加,PEO结晶度明显降低,且PEO非晶区的分子运动受到明显约束,基于对PEO非晶区及SiO₂颗粒表面羟基质子的自旋-自旋弛豫行为的分析,提出了复合物的界面模型以及SiO₂与PEO之间的界面相互作用机制.

关键词: 聚氧乙烯, 纳米二氧化硅, 固体高分辨核磁共振, 界面相互作用, 聚合物固体电解质

Abstract: A series of nano SiO₂/PEO composites with different compositions were prepared and studied by solid-state high-resolution NMR spectroscopy. The ¹H spin-spin relaxation time( t₂) of PEO in the composites was measured Via ¹H→ 13^C cross polarization. It is found that with the increase of nano-SiO₂ content, the crystallinity of PEO decreases greatly while the mobility of PEO chains in the noncrystalline region of PEO decreases dramatically. A model was suggested to describe the interfacial structure of the nano SiO₂/PEO composites based on the single exponential relaxation characteristic of the ¹H t₂ decay curve. Via ¹H→ ²⁹Sicross-polarization the dynamics of the hydroxyls lying on the surface of nano SiO₂ particles was also studied. The obtained result strongly suggests that at room temperature there exists an equilibrium of forming and breaking of the hydrogen bonds between the surface hydroxyl group and the ether oxygen.

Key words: Poly(ethylene oxide), Nano-SiO₂, Solid-state high-resolution NMR, Interfacial interaction, Polymer solid electrolyte

中图分类号:

O631.1

TrendMD:

姚叶锋, 杨光, 陈群. 固体高分辨核磁共振研究聚氧乙烯/纳米二氧化硅复合物的界面相互作用. 高等学校化学学报, 2004, 25(3): 531.

YAO Ye-Feng, YANG Guang, CHEN Qun . Solid-State High-Resolution ¹³C NMR Studies on Interfacial Interaction of PEO/Nano-SiO₂ Composites. Chem. J. Chinese Universities, 2004, 25(3): 531.

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