6.1.7　LF-NMR分析

聚氨酯交联BAMO-r-THF共聚醚弹性体由BAMO-r-THF高分子共聚醚软段结构、扩链剂/交联剂/固化剂形成的硬段结构组成；利用低场核磁测定高分子聚合物中的氢原子横向自旋-自旋弛豫时间T2，可揭示聚合物链段运动特性[4,5]。鉴于BAMO-r-THF共聚醚弹性体由共聚醚软段和聚氨酯硬段结构组成，可利用式（6-1）对其横向弛豫过程进行拟合，所得T2较小值对应于弹性体硬段结构中氢质子的弛豫过程特征值；较大值对应于软段结构中氢质子弛豫过程的特征值，由式（6-2）可获得弹性体软、硬段结构中表观氢原子摩尔含量比[6]。

式中，M(t) 是弹性体样品氢质子横向弛豫过程中不同时间下的横向磁化强度，t为时间；为弹性体软段结构中氢质子横向磁化强度弛豫时间特征值；为硬段结构中氢质子横向磁化强度弛豫时间特征值；Ahard、Asoft分别为聚合物弹性体软硬段结构中氢质子横向弛豫指前因子，可视作软硬段结构中氢质子的表观摩尔数；Fi为弹性体中软、硬段表观氢质子摩尔分数，i表示硬段或软段。

BAMO-r-THF弹性体S1～S5低场核磁测试采用上海纽迈科技低场核磁共振分析仪，采用自旋回波序列CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）测定弹性体样品横向磁化强度随时间衰减过程。带宽（SW）为200 kHz，回波个数（NECH）为2 000，累加次数为16次，模拟增益RG1为20 dB，数字增益DRG1为2，回波时间tE = 0.2 ms。

图6-7　BAMO-r-THF弹性体S1～S5横向弛豫过程及拟合曲线（附彩插）

（a）S1的T2弛豫衰减曲线；（b）S2的T2弛豫衰减曲线；（c）S3的T2弛豫衰减曲线；（d）S4的T2弛豫衰减曲线；（e）S5的T2弛豫衰减曲线

图6-7所示为BAMO-r-THF弹性体S1～S5横向磁化强度弛豫过程，及利用式（6-1）拟合的结果。可以看出，拟合曲线对弹性体横向磁化强度衰减过程具有良好吻合性。将拟合方程中表示弹性体软、硬段结构表观氢质子摩尔分数Fi对BDO/TMP比作图，其结果如图6-8所示。结合表6-2弹性体配方可以看出，虽然弹性体S1～S5中硬段含量完全一致，但随交联剂含量减少、扩链剂含量增加，表征弹性体硬段结构的氢质子摩尔分数则由弹性体S1的0.763上升至弹性体S5的0.786；相应地，表征弹性体软段结构的氢质子摩尔分数由弹性体S1的0.237降至弹性体S5的0.214。可以推断，虽然弹性体化学交联点密度随交联剂TMP含量减小而逐渐下降，但分子链间的物理相互作用则随交联剂TMP含量减小而增加。弹性体S1～S5相似的断裂拉伸强度应源于其网链间物理交联程度的提高。

图6-8　BAMO-r-THF弹性体硬、软段表观氢质子摩尔分数变化趋势