近日，课题组夏智杰博士在Soft Matter上发表了题为Chain dynamics and crystalline network structure of poly[R-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate] as revealed by solid-state NMR的文章。
文章结合多种固态核磁共振（Solid-state NMR）技术，我们系统地研究了聚[R-3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯]（聚（3HB-co-4HB））的晶区链段动力学和晶体网络结构。我们首先通过调节循环延迟时间的高分辨率13C交叉极化（CP）和直接极化（DP）MAS技术来检测晶区中是否存在4HB单元。结果表明4HB单元被排除在晶区以外，晶区仅由3HB链段组成。针对无定形区，我们利用1H MAS Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy (NOESY)技术对3HB和4HB的空间分布结构进行精确表征，结果表明无定形区不存在微相分离，3HB和4HB链段在分子尺度上共混。针对晶区链动力学，我们利用Magic-Sandwich-Echo（MSE）-FID检测出聚（3HB-co-4HB），并基于获得的氢谱的二次矩M2发现在高温下晶区缺乏~100μs尺度的链段松弛。最后，基于多量子固体核磁共振技术（MQ-NMR），我们直接表征了基于晶体和链缠结为物理交联点的网络密度随温度的变化，结果表明聚（3HB-co-4HB）晶体网络密度在80 oC后显示出了明显的下降趋势。这种晶体网络密度的降低以及链段动力学速度加快导致了聚（3HB-co-4HB）在高温区的力学性能显着降低。
关键词：聚[R-3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯]，固体核磁共振，晶体网络，链段动力学
文章链接：https://doi.org/10.1039/D0SM02216K