Введение к работе
Актуальность проблемы. ИК-спектроскопия является одним из основных методов изучения физической структуры (конформации и ориентации полимерных цепей), а также изменений физической структуры полимеров под воздействием внешних факторов. Интерпретация ИК-спектров полимеров, отнесение полос поглощения к определенным группам атомов и выводы о взаимосвязи наблюдаемых изменений в спектре полимера и его структуре возможны только, если установлена логическая связь между параметрами модели и её интегральными характеристиками.
Для полимеров выдвинуты различные варианты теории колебаний и созданы алгоритмы для расчета частот нормальных колебаний на ЭВМ. Среди существующих теорий наиболее последовательной является теория, предложенная Л.А. Грибовым и сотрудниками. На её основе разработаны алгоритмы и созданы комплексы программ для расчета частот нормальных колебаний, интенсивностей и построения теоретических ИК-спектров поглощения полимеров.
Актуальной задачей, однако, является расширение вышеприведенной теории ИК-спектров на ориентированные полимеры и разработка вычислительных алгоритмов, создание комплексов программ для расчета интенсивности и дихроизма полос поглощения поляризационных ИК-спектров.
Целью и задачей исследования является распространение теории ИК-спектров на ориентированные полимеры, разработка алгоритмов и создание программ для расчета интенсивности и дихроизма полос поглощения поляризационных ИК спектров, исследование влияния длины, конформации цепей на частоты нормальных колебаний и ИК-спектр полимеров на примере транс- и цис-1,4-полиизопренов, вычисление ИК-спектров аморфных и аморфно-кристаллических полимеров на основе созданных программ, исследование влияния длины, конформации, ориентации цепей на интенсивность и дихроизм ИК-полос поглощения ориентированных полимеров.
Научная новизна заключается в следующем:
-получены формулы для расчета интенсивности и дихроизма ИК-полос поглощения ориентированных полимеров;
-выведена формула для ИК-дихроизма полос поглощения ориентированных полимеров, позволяющая определить тип поляризации (параллельная или перпендикулярная) полос поглощения;
-созданы программы для расчета интенсивности и дихроизма ИК-полос поглощения ориентированных полимеров;
-рассчитаны частоты нормальных колебаний и интенсивности в ИК-спектрах поглощения транс- и цис-1,4-полиизпренов и их дейтеропроизвод-ных;
-рассчитаны интенсивности в ИК-спектрах поглощения ориентированных транс- и цис-1,4-полиизпренов;
-исследовано влияние длины и конформации цепей транс-, цис-1,4-полиизопренов на их колебательный спектр;
-проведен расчет интенсивности и дихроизма ИК-полос поглощения ориентированных цис-1,4-полиизопренов различных длин и конформаций;
-рассчитаны ИК-спектры неориентированного и ориентированного аморфного цис-1,4-полиизопренов;
-выведены формулы для моментов функции распределения ориентации сегментов для некоторых общепринятых моделей полимеров.
Практическая значимость. Созданные программы могут быть использованы в научно-исследовательских и промышленных лабораториях, занимающихся анализом полимеров методом ИК-спектроскопии при расчете колебательных спектров полимеров. Проведенные расчеты способствуют достоверной интерпретации экспериментальных ИК-спектров и устанавливают более реальное соответствие между физической структурой полимеров и их ИК-спектрами.
Основные положения, выносимые на защиту:
-метод расчета интенсивностей полос поглощения в ИК-спектрах ориентированных полимеров;
-алгоритмы и программы расчета интенсивности и дихроизма ИК-полос поглощения ориентированных полимеров;
-модифицированные программы по расчету ИК-спектров полимеров;
-результаты расчетов частот нормальных колебаний и интенсивностей в ИК-спектрах поглощения транс- и цис-1,4-полиизпренов и их дейтеропро-изводных;
-результаты расчетов интенсивностей в ИК-спектрах поглощения ориентированных транс- и цис-1,4-полиизпренов.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на IV и V Всесоюзных координационных совещаниях по спектроскопии полимеров (Минск, 1986, Зеленогорск, 1989), на научной конференции по теории оптических спектров сложных систем (Москва, 1992), на научной конференции по физике конденсированного состояния (Душанбе, 1998), на научной сессии АН РТ, посвященной 90-летию со дня рождения академика АН Таджикистана и АН Узбекистана С.У.Умарова (Душанбе, 1998), на Международной конференции по математическому моделированию и вычислительному эксперименту (Душанбе, 2001), на Международной конференции по физике конденсированных систем (Душанбе, 2001, 2003), и на Международной конференции по физике конденсированного состояния и экологических систем (ФКС и ЭК) (Душанбе, 2004, 2006).
Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 16 научных статьях и 9 тезисах, в том числе 14 статей в рецензуемых научных журналах.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 167 страницах компьютерного текста, состоит из введения, обзора литературы, трех глав собственных исследований, выводов, списка цитированной литературы, включающего 238 источников, из которых 106 иностранных, и приложения на 15 страницах.
![Циклическая кооперативная внутримолекулярная водородная связь в каликс[n]аренах(n=4,6,8) по данным ИК Фурье-спектроскопии и квантово-химических расчетов](/i/i/4374/280205.png "Циклическая кооперативная внутримолекулярная водородная связь в каликс[n]аренах(n=4,6,8) по данным ИК Фурье-спектроскопии и квантово-химических расчетов Потапова Людмила Ильинична")
