Artículos / Referencia Bibliográfica

RevistaPlásticosModernos
Título:
Métodos de RMN en el dominio del tiempo aplicados al estudio de estructura y dinámica molecular en cauchos
Autores:
Fernando Martín Salamanca*, Marina Montero, Laura Diñeiro, Zenen Zepeda, Alberto Fernández, Rebeca Herrero, Juan López Valentín, Rodrigo Navarro*
Afiliación:
Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC). Juan de la Cierva, 3. 28006 Madrid. fms@ictp.csic.es, rnavarro@ictp.csic.es
ISSN:
0034-8708
Datos Fuente:
2025, 129 (808)
Resumen:

La elasticidad de los compuestos de caucho viene determinada por los parámetros moleculares que definen la estructura de la red. Se han aplicado diversas técnicas experimentales para obtenerlos. Los experimentos de Múltiple Coherencia Cuántica de Resonancia Magnética Nuclear (MQ-RMN) permiten caracterizar la estructura molecular de los materiales de caucho basándose en la función de correlación y la relajación spin-spin. El acoplamiento dipolar residual es el principal observable que cuantifica la densidad de restricción a nivel molecular. Este enfoque también es sensible a la fracción no elásticamente activa del material, es decir, la fracción de defectos. La relaxometría cíclica de campo (FC-RMN) se ha aplicado de forma extensa al estudio de polímeros. La dinámica molecular puede evaluarse directamente midiendo la velocidad de relajación de la red de spin en un amplio rango de frecuencias de Larmor. Utilizando un relaxómetro casero y aplicando el principio de superposición frecuencia-temperatura, se revelan espectros de relajación que cubren unos diez órdenes de magnitud en frecuencia, los cuales se interpretan en términos de dinámica de Rouse y de entrelazamientos.

Palabras clave:
caucho, dinámica molecular, estructura molecular, RMN, caracterización
Abstract:

The elasticity of rubber compounds is determined by the molecular parameters that define the network structure. Various experimental techniques have been applied to obtain these parameters. Multiple Quantum Nuclear Magnetic Resonance (MQ-NMR) experiments allow us to characterize the average molecular structure of rubber materials based on the correlation function and spin-spin relaxation. The residual dipolar coupling is the main observable that quantifies the constraint density at a molecular level. This approach is also sensitive to the non-elastically active fraction of material, i.e., the fraction of defects. Field cycling NMR has been widely applied to study polymers. Molecular dynamics can be directly probed by measuring the spin-lattice relaxation rate over a wide range of Larmor frequencies. Using a home-built relaxometer and appealing to frequency-temperature superposition, relaxation spectra which cover about ten decades in frequency are revealed. They are interpreted in terms of Rouse and entanglement dynamics.

Keyworks:
rubber, molecular dynamics, molecular structure, NMR, characterization