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低场核磁技术用于橡胶抗老化研究

橡胶老化现象

由于橡胶制品的使用越来越频繁，橡胶产品在多数人的印象中是性能优异且各方面使用体验都很好，许多老客户也慢慢感觉到橡胶制品老化的现象，橡胶制品为什么会出现老化现象。

橡胶产品为什么会出现老化？

橡胶树脂的粘合性比许多橡胶都要高，但橡胶同其它橡胶一样，也会发生老化现象，由于内部分子链断裂，使橡胶的性能发生了很大的变化。对于橡塑制品来说，橡胶产品危害zui大的就是紫外线，紫外线会直接导致橡胶分子链的断裂，这是因为橡胶制品可吸收光能使橡胶内产生自由分子。

橡胶产品老化的原因主要有以下三点：

1. 经常有高温或高温环境。高温度会加速橡胶材料的氧化环境，从而导致老化。

2. 化学因素。归根结底，橡胶材料是一种化学物质，有些化学因素会加速其老化。

3. 臭氧。硅材料很怕臭氧，会使橡胶制品的性能迅速下降，老化得很快。

橡胶老化的试验方法：

橡胶老化是橡胶性能受损的主要原因之一。由于产品的配方和使用条件各异，老化历程快慢不一，所以，需要通过检测技术对橡胶样品进行测试，以评定橡胶老化的程度及其对性能的影响。低场核磁技术可用于橡胶老化检测。

低场核磁技术研究橡胶抗老化基本原理：

纽迈VTMR系列低场核磁共振分析仪

低场核磁共振技术是通过测定恒定磁场强度下样品中1H的弛豫时间,从而获得分子结构动态信息的方法。其基本原理是通过施加射频脉冲给予处于恒定磁场中的样品,使氢质子发生共振,质子所吸收的射频波能量以非辐射的方式释放后返回到基态,此过程被称为弛豫过程。弛豫又可分为横向弛豫和纵向弛豫,样品内部氢质子所处物理化学环境及存在状态决定了弛豫时间的长短。从物理机制上,核磁弛豫过程是自旋氢原子核与环境之间通过相互作用进行能量交换的过程。核磁共振是自旋不为零的原子在静磁场中被磁化后,与特定射频场产生共振吸收现象,吸收射频脉冲能量后自旋核与周围物质相互作用,释放能量,并恢复初始状态过程。

橡胶老化是交联体系发生变化的综合过程,核磁共振的弛豫机制对这种变化具有高敏感性,其主要表现为横向弛豫时间T2随反应时间延长的规律性变化。因此通过研究老化过程中橡胶样品的弛豫时间变化规律及其与老化性能的关系,就可以间接评估橡胶老化的特性。

低场核磁技术用于橡胶老化研究

橡胶老化现象

由于橡胶制品的使用越来越频繁，橡胶产品在多数人的印象中是性能优异且各方面使用体验都很好，许多老客户也慢慢感觉到橡胶制品老化的现象，橡胶制品为什么会出现老化现象。

橡胶产品为什么会出现老化？

橡胶树脂的粘合性比许多橡胶都要高，但橡胶同其它橡胶一样，也会发生老化现象，由于内部分子链断裂，使橡胶的性能发生了很大的变化。对于橡塑制品来说，橡胶产品危害蕞大的就是紫外线，紫外线会直接导致橡胶分子链的断裂，这是因为橡胶制品可吸收光能使橡胶内产生自由分子。

橡胶产品老化的原因主要有以下三点：

1. 经常有高温或高温环境。高温度会加速橡胶材料的氧化环境，从而导致老化。

2. 化学因素。归根结底，橡胶材料是一种化学物质，有些化学因素会加速其老化。

3. 臭氧。硅材料很怕臭氧，会使橡胶制品的性能迅速下降，老化得很快。

橡胶老化的试验方法：

橡胶老化是橡胶性能受损的主要原因之一。由于产品的配方和使用条件各异，老化历程快慢不一，所以，需要通过检测技术对橡胶样品进行测试，以评定橡胶老化的程度及其对性能的影响。低场核磁技术可用于橡胶老化检测。

低场核磁技术研究橡胶老化基本原理：

纽迈VTMR系列低场核磁共振分析仪

低场核磁共振技术是通过测定恒定磁场强度下样品中1H的弛豫时间,从而获得分子结构动态信息的方法。其基本原理是通过施加射频脉冲给予处于恒定磁场中的样品,使氢质子发生共振,质子所吸收的射频波能量以非辐射的方式释放后返回到基态,此过程被称为弛豫过程。弛豫又可分为横向弛豫和纵向弛豫,样品内部氢质子所处物理化学环境及存在状态决定了弛豫时间的长短。从物理机制上,核磁弛豫过程是自旋氢原子核与环境之间通过相互作用进行能量交换的过程。核磁共振是自旋不为零的原子在静磁场中被磁化后,与特定射频场产生共振吸收现象,吸收射频脉冲能量后自旋核与周围物质相互作用,释放能量,并恢复初始状态过程。

橡胶老化是交联体系发生变化的综合过程,核磁共振的弛豫机制对这种变化具有高敏感性,其主要表现为横向弛豫时间T2随反应时间延长的规律性变化。因此通过研究老化过程中橡胶样品的弛豫时间变化规律及其与老化性能的关系,就可以间接评估橡胶老化的特性。

低场核磁技术用于涂料相容性研究

相容性的定义：

相容性是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。大量的实际研究结果表明，不同聚合物对之间相互容纳的能力，是有着很悬殊的差别的。某些聚合物对之间，可以具有及好的相容性；而另一些聚合物对之间则只有有限的相容性；还有一些聚合物对之间几乎没有相容性。由此，可按相容的程度划分为完荃相容、部分相容和不相容。相应的聚合物对，可分别称为完荃相容体系、部分相容体系和不相容体系。

化工领域相容性

相容性好，是指添加剂(如溶剂、增塑剂等)能长期、稳定、均匀地存在于系统中。相容性不好，液态树脂会出现分层现象。塑料制品的析出物若为固体，称为“喷霜”，若为液体，称为“出汗”，均影响产品质量和外观。

聚合物的相容性

聚合物对之间的相容性，可以通过聚合物共混物的形态反映出来。完荃相容的聚合物共混体系，其共混物可形成均相体系。因而，形成均相体系的判据亦可作为聚合物对完荃相容的判据。

纽迈PQ001系列低场核磁共振分析仪

低场核磁技术用于涂料相容性研究基本原理：

低场核磁法的主要检测对象是氢核(1H),由于聚合物中不同链段上的H所处的周围环境不一致,H的自旋磁矩(核自旋)存在差异。施加射频脉冲后,自旋系统在恢复热平衡状态的过程中表现出来的弛豫行为不同,通过弛豫时间的差异可以体系聚合物的分子动力学信息。而分子分子动力学信息直接与聚合物的交联密度、老化、填充剂相关。

在聚合物种，当两种聚合相互接触，聚合物链彼此相容的情况下，物理交换在T2弛豫过程的时间尺度上通常是缓慢的。由于物理吸附，聚合物链大部分固定化。分子流动性也受到很大限制。通过T2弛豫的变化能非常灵敏的检测到聚合物是否相容。

低场核磁技术用于聚氨酯相容性研究

相容性的定义：

相容性是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。大量的实际研究结果表明，不同聚合物对之间相互容纳的能力，是有着很悬殊的差别的。某些聚合物对之间，可以具有及好的相容性；而另一些聚合物对之间则只有有限的相容性；还有一些聚合物对之间几乎没有相容性。由此，可按相容的程度划分为完荃相容、部分相容和不相容。相应的聚合物对，可分别称为完荃相容体系、部分相容体系和不相容体系。

化工领域相容性

相容性好，是指添加剂(如溶剂、增塑剂等)能长期、稳定、均匀地存在于系统中。相容性不好，液态树脂会出现分层现象。塑料制品的析出物若为固体，称为“喷霜”，若为液体，称为“出汗”，均影响产品质量和外观。

聚合物的相容性

聚合物对之间的相容性，可以通过聚合物共混物的形态反映出来。完荃相容的聚合物共混体系，其共混物可形成均相体系。因而，形成均相体系的判据亦可作为聚合物对完荃相容的判据。

纽迈PQ001系列低场核磁共振分析仪

低场核磁技术用于聚氨酯相容性研究基本原理：

低场核磁法的主要检测对象是氢核(1H),由于聚合物中不同链段上的H所处的周围环境不一致,H的自旋磁矩(核自旋)存在差异。施加射频脉冲后,自旋系统在恢复热平衡状态的过程中表现出来的弛豫行为不同,通过弛豫时间的差异可以体系聚合物的分子动力学信息。而分子分子动力学信息直接与聚合物的交联密度、老化、填充剂相关。

在聚合物种，当两种聚合相互接触，聚合物链彼此相容的情况下，物理交换在T2弛豫过程的时间尺度上通常是缓慢的。由于物理吸附，聚合物链大部分固定化。分子流动性也受到很大限制。通过T2弛豫的变化能非常灵敏的检测到聚合物是否相容。

低场核磁技术用于增塑剂相容性研究

相容性的定义：

相容性是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。大量的实际研究结果表明，不同聚合物对之间相互容纳的能力，是有着很悬殊的差别的。某些聚合物对之间，可以具有及好的相容性；而另一些聚合物对之间则只有有限的相容性；还有一些聚合物对之间几乎没有相容性。由此，可按相容的程度划分为完荃相容、部分相容和不相容。相应的聚合物对，可分别称为完荃相容体系、部分相容体系和不相容体系。

化工领域相容性

相容性好，是指添加剂(如溶剂、增塑剂等)能长期、稳定、均匀地存在于系统中。相容性不好，液态树脂会出现分层现象。塑料制品的析出物若为固体，称为“喷霜”，若为液体，称为“出汗”，均影响产品质量和外观。

聚合物的相容性

聚合物对之间的相容性，可以通过聚合物共混物的形态反映出来。完荃相容的聚合物共混体系，其共混物可形成均相体系。因而，形成均相体系的判据亦可作为聚合物对完荃相容的判据。

纽迈PQ001系列低场核磁共振分析仪

低场核磁技术用于增塑剂相容性研究基本原理：

低场核磁法的主要检测对象是氢核(1H),由于聚合物中不同链段上的H所处的周围环境不一致,H的自旋磁矩(核自旋)存在差异。施加射频脉冲后,自旋系统在恢复热平衡状态的过程中表现出来的弛豫行为不同,通过弛豫时间的差异可以体系聚合物的分子动力学信息。而分子分子动力学信息直接与聚合物的交联密度、老化、填充剂相关。

在聚合物种，当两种聚合相互接触，聚合物链彼此相容的情况下，物理交换在T2弛豫过程的时间尺度上通常是缓慢的。由于物理吸附，聚合物链大部分固定化。分子流动性也受到很大限制。通过T2弛豫的变化能非常灵敏的检测到聚合物是否相容。

低场核磁技术用于硅橡胶相容性研究

相容性的定义：

相容性是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。大量的实际研究结果表明，不同聚合物对之间相互容纳的能力，是有着很悬殊的差别的。某些聚合物对之间，可以具有及好的相容性；而另一些聚合物对之间则只有有限的相容性；还有一些聚合物对之间几乎没有相容性。由此，可按相容的程度划分为完荃相容、部分相容和不相容。相应的聚合物对，可分别称为完荃相容体系、部分相容体系和不相容体系。

化工领域相容性

相容性好，是指添加剂(如溶剂、增塑剂等)能长期、稳定、均匀地存在于系统中。相容性不好，液态树脂会出现分层现象。塑料制品的析出物若为固体，称为“喷霜”，若为液体，称为“出汗”，均影响产品质量和外观。

聚合物的相容性

聚合物对之间的相容性，可以通过聚合物共混物的形态反映出来。完荃相容的聚合物共混体系，其共混物可形成均相体系。因而，形成均相体系的判据亦可作为聚合物对完荃相容的判据。

纽迈PQ001系列低场核磁共振分析仪

低场核磁技术用于硅橡胶相容性研究基本原理：

低场核磁法的主要检测对象是氢核(1H),由于聚合物中不同链段上的H所处的周围环境不一致,H的自旋磁矩(核自旋)存在差异。施加射频脉冲后,自旋系统在恢复热平衡状态的过程中表现出来的弛豫行为不同,通过弛豫时间的差异可以体系聚合物的分子动力学信息。而分子分子动力学信息直接与聚合物的交联密度、老化、填充剂相关。

在聚合物种，当两种聚合相互接触，聚合物链彼此相容的情况下，物理交换在T2弛豫过程的时间尺度上通常是缓慢的。由于物理吸附，聚合物链大部分固定化。分子流动性也受到很大限制。通过T2弛豫的变化能非常灵敏的检测到聚合物是否相容。

低场核磁研究橡胶玻璃化转变温度

什么是玻璃化转变温度？

玻璃化转变温度Tg是材料的一个重要特性参数，材料的许多特性都在玻璃化转变温度附近发生急剧的变化。以玻璃为例，在玻璃化转变温度，由于玻璃的结构发生变化，玻璃的许多物理性能如热容、密度、热膨胀系数、电导率等都在该温度范围发生急剧变化。

根据玻璃化转变温度可以准确制定玻璃的热处理温度制度。对高聚物而言，它是高聚物从玻璃态转变为高弹态的温度，在玻璃化转变温度时，高聚物的比热容、热膨胀系数、粘度、折光率、自由体积以及弹性模量等都要发生一个突变。

橡胶玻璃化转变的影响因素

由于玻璃化转变是与分子运动有关的现象，而分子运动又和分子结构有着密切关系，所以分子链的柔顺性、分子间作用力以及共聚、共混、增塑等都是影响高聚物Tg的重要内因。

此外，外界条件如作用力、作用力速率，升(阵)温速度等也是值得注意的影响因索。

在玻璃化转变温度以上，高聚物表现出弹性；在玻璃化转变温度以下，高聚物表现出脆性，在用作塑料、橡胶、合成纤维等时必须加以考虑。如聚氯乙烯的玻璃化温度是80℃。但是，他不是制品工作温度的上限。比如，橡胶的工作温度必须在玻璃化温度以上，否则就失去高弹性。

低场核磁研究橡胶玻璃化转变温度的基本原理：

NMR是一种通过测定活性原子核的弛豫特性来描述分子运动特性的技术。用NMR测定玻璃化转变温度是基于弛豫时间(T1、T2)可以衡量玻璃化转变时分子链段运动的急剧变化。与上述方法相比，NMR对所测食品样品没有限制，对样品亦不具破坏性，灵敏度高，能够快速、实时、荃方位、定量的研究样品。

玻璃化转变是指非晶态的高聚物（包括晶态高聚物中的非晶体部分）从玻璃态到高弹态的转变或者从高弹态到玻璃态的转变。许多研究人员已经接受食品也是聚合物这一观点并将其作为聚合物体系进行分析，聚合物玻璃化转变的基础是分子运动，聚合物由玻璃态转变为橡胶态时，含有质子的基团运动频率增加，这些变化可由弛豫时间T1和T2来衡量。

当聚合物处于玻璃态时，T2不随温度而变，表现出刚性晶格的性质，玻璃化转变后，突破刚性晶格的限制，T2随温度升高而增大。绘制T2-温度曲线，T2转折点所对应的温度即玻璃化转变温度Tg。

T2-温度曲线和T1-温度曲线都是由两条近似直线的不同斜率的直线部分组成，这两条直线的交点就看作为相转变点，所对应的温度就是相转变温度，即我们所要测定的Tg。对于“U”曲线，其蕞底点，即为相转变点，所对应温度为Tg。

低场核磁法研究橡胶交联度

交联度又称交联指数，通常用交联密度或两个相邻交联点之间的数均分子量或每立方厘米交联点的摩尔数来表示。交联度小的橡胶弹性较好，交联度大的橡胶弹性差，交联度再增加，机械强度和硬度都将增加，蕞终失去弹性。

橡胶交联度一直都是行业难题,传统的溶胀法测试精度低、受人为主观因素较大。在核磁法中,聚合物弛豫衰减曲线随样品内部组分状态的改变而改变,通过核磁弛豫技术可快速无损获得交联链与非交联链信号以得到交联度。

高分子聚合物内的溶剂部分流动性蕞强,衰减最慢;非交联段具有一定的分子运动特性,衰减相对较慢;而交联段所受束缚程度大,分子运动特性小,衰减较快。相比传统的SE或CPMG序列采集的不同,采用MSE-CPMG新序列采集时,通过施加组合脉冲使得核磁共振信号在死时间范围内来回反转从而尽量维持原始的核磁共振信号强度,以此实现更加短的弛豫信息采集,交联度的测试准确性进一步提高。

低场核磁法研究橡胶交联度的原理:

低场核磁共振分析技术是利用脉冲激发材料样品中的氢质子发生共振,停止脉冲后,氢质子发生弛豫。样品中处于不同状态的氢质子的弛豫时间是不同的。对其弛豫信号进行检测分析研究可以直接或者间接检测材料的某些特性。低场核磁法是利用低场核磁共振分析技术,通过对烃链上的H分子运动进行评价,根据弛豫分析模型解析出样品的交联度。测试过程无需化学品、对样品无损,测试速度快,一般3分钟以内即可完成测试。

低场核磁共振分析仪的组成

核磁交联密度仪通常由以下几部分组成：

1)控制单元（控制核心，人机交互的界面）；

2)磁体单元（产生射频激励并收集信号的部分）；

3)样品腔（测样部分）。

除以上部分，还有温度控制、电源模块等；

低场核磁法用于高分子相容性研究

相容性的定义：

相容性是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。大量的实际研究结果表明，不同聚合物对之间相互容纳的能力，是有着很悬殊的差别的。某些聚合物对之间，可以具有及好的相容性；而另一些聚合物对之间则只有有限的相容性；还有一些聚合物对之间几乎没有相容性。由此，可按相容的程度划分为完荃相容、部分相容和不相容。相应的聚合物对，可分别称为完荃相容体系、部分相容体系和不相容体系。

化工领域相容性

相容性好，是指添加剂(如溶剂、增塑剂等)能长期、稳定、均匀地存在于系统中。相容性不好，液态树脂会出现分层现象。塑料制品的析出物若为固体，称为“喷霜”，若为液体，称为“出汗”，均影响产品质量和外观。

聚合物的相容性

聚合物对之间的相容性，可以通过聚合物共混物的形态反映出来。完荃相容的聚合物共混体系，其共混物可形成均相体系。因而，形成均相体系的判据亦可作为聚合物对完荃相容的判据。

纽迈PQ001系列低场核磁共振分析仪

低场核磁法用于高分子相容性研究基本原理：

低场核磁法的主要检测对象是氢核(1H),由于聚合物中不同链段上的H所处的周围环境不一致,H的自旋磁矩(核自旋)存在差异。施加射频脉冲后,自旋系统在恢复热平衡状态的过程中表现出来的弛豫行为不同,通过弛豫时间的差异可以体系聚合物的分子动力学信息。而分子分子动力学信息直接与聚合物的交联密度、老化、填充剂相关。

在聚合物种，当两种聚合相互接触，聚合物链彼此相容的情况下，物理交换在T2弛豫过程的时间尺度上通常是缓慢的。由于物理吸附，聚合物链大部分固定化。分子流动性也受到很大限制。通过T2弛豫的变化能非常灵敏的检测到聚合物是否相容。

低场核磁法用于辅料相容性研究

相容性的定义：

相容性是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。大量的实际研究结果表明，不同聚合物对之间相互容纳的能力，是有着很悬殊的差别的。某些聚合物对之间，可以具有及好的相容性；而另一些聚合物对之间则只有有限的相容性；还有一些聚合物对之间几乎没有相容性。由此，可按相容的程度划分为完荃相容、部分相容和不相容。相应的聚合物对，可分别称为完荃相容体系、部分相容体系和不相容体系。

化工领域相容性

相容性好，是指添加剂(如溶剂、增塑剂等)能长期、稳定、均匀地存在于系统中。相容性不好，液态树脂会出现分层现象。塑料制品的析出物若为固体，称为“喷霜”，若为液体，称为“出汗”，均影响产品质量和外观。

聚合物的相容性

聚合物对之间的相容性，可以通过聚合物共混物的形态反映出来。完荃相容的聚合物共混体系，其共混物可形成均相体系。因而，形成均相体系的判据亦可作为聚合物对完荃相容的判据。

纽迈PQ001系列低场核磁共振分析仪

低场核磁法用于辅料相容性研究基本原理：

低场核磁法的主要检测对象是氢核(1H),由于聚合物中不同链段上的H所处的周围环境不一致,H的自旋磁矩(核自旋)存在差异。施加射频脉冲后,自旋系统在恢复热平衡状态的过程中表现出来的弛豫行为不同,通过弛豫时间的差异可以体系聚合物的分子动力学信息。而分子分子动力学信息直接与聚合物的交联密度、老化、填充剂相关。

在聚合物种，当两种聚合相互接触，聚合物链彼此相容的情况下，物理交换在T2弛豫过程的时间尺度上通常是缓慢的。由于物理吸附，聚合物链大部分固定化。分子流动性也受到很大限制。通过T2弛豫的变化能非常灵敏的检测到聚合物是否相容。

低场核磁技术用于水分散粒剂农药研究

水分散粒剂农药

水分散粒剂是上世纪80年代开发的一种农药新剂型，因其安全性好，不含有机溶剂，无粉尘，包装、运输、使用方便等优点得到迅速发展。

水分散粒剂是由活性成分、湿润剂、分散剂、隔离剂、崩解剂、稳定剂、黏结剂等助剂及载体等要素组成，由各种要素的不同性能，特别是活性物的物理化学性质、作用机理及使用范围等来决定配制的方法和采取的工艺路线。各要素性能不同，其配制方法不同，进而工艺路线也不同。反之，采取的工艺路线不同，相应的配制方法也不同，具体情况需具体对待。据耕种帮了解：水粉散粒剂新剂型是在可湿性粉剂和悬浮剂的基础上发展起来的，所以配制水粉散粒剂的前体配制方法基本类同于可湿性粉剂和悬浮剂。有些水粉散粒剂，由于功能化的需要，而采取特殊方法配制。

水分散粒剂是一种入水后能迅速崩解分散成高悬浮的固液分散体系的颗粒状剂型，不使用有机溶剂，有效成分含量高达50%～90%，分散、悬浮稳定性好，悬浮率可达90%以上，分散后的颗粒细度达8～10微米，药效和商品性能好。农药有效成分不易溶于水和有机溶剂、熔点大于70℃的农药品种都适合加工成水分散粒剂。

提高农药水分散粒剂的分散度

提高农药分散度可在制剂加工和农药喷施两个阶段进行。制剂加工阶段在工厂中进行，目的是把农药分散成可直接喷洒施用的农药剂型，为保证农药产品具备必要的分散度。对各种农药剂型都制定有相应的质量指标。例如，粉剂有粉粒细度指标，产品的分散度越高，其粉粒越细小。低场核磁技术可用于评价农药的分散度。

低场核磁技术用于水分散粒剂农药研究

颗粒分散体中溶剂的弛豫速率与可用颗粒表面积成线性比例。与游离聚合物相关的溶剂或聚合物环和尾部内的溶剂在弛豫速率方面没有显著变化，因为它们仍然具有很高的流动性。当聚合物在颗粒表面形成吸附层时，由于水分子在近表面区域的比例和/或停留时间增加，总的弛豫速率增强。通过低场核磁技术的弛豫差异，即可低场核磁定量评价颗粒分散性。

水凝胶网络结构研究-低场核磁技术

水凝胶是一类为亲水的三维网络结构凝胶，它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解。由于存在交联网络，水凝胶可以溶胀和保有大量的水，水的吸收量与交联度密切相关。交联度越高，吸水量越低。水凝胶中的水含量可以低到百分之几，也可以高达99%。

水凝胶具有良好的生物相容性、低毒性和可生物降解性等特性，用途非常广泛。水凝胶溶胀过程与水的传输和凝胶网络结构有关，因此，溶胀性能是评价水凝胶的重要参数。

凝胶的溶胀性评价方法

目前关于溶胀行为的研究主要是通过测量溶胀水凝胶的重量或体积变化来计算溶胀率。然而，该方法需要从溶液中取出水凝胶并用滤纸擦拭以去除多余的表面水，擦拭过程容易影响测定的准确度和重复性，从而产生意想不到的误差。

水凝胶网络结构研究-低场核磁技术

低场核磁共振（LF-NMR）在研究基于水迁移率的聚合物网络的水传输和微观结构方面具有巨大潜力。与高分辨率核磁共振不同，低场核磁共振（LF-NMR）主要用于通过测量弛豫时间来阐明反映结构异质性和相互作用的分子迁移率。研究表明，低场核磁共振（LF-NMR）是一种快速、wu创、无损的测定水组分分布的方法。低场核磁可标准氢键与周围水分子之间的相互作用。

对于水凝胶，不同环境中的水，如凝胶内水或外水，可能表现出不同的弛豫性质。T2组分对应的幅度可以定量并计算膨胀率。此外，基于T2值与水凝胶网络网孔尺寸之间的比例关系，可以描绘溶胀过程中由于浓度效应引起的水凝胶网络网孔尺寸变化。因此，低场核磁共振（LF-NMR）可以作为研究水凝胶溶胀过程中水的动态传输和微观结构变化的有力工具。此外，低场核磁共振（LF-NMR）不需将水凝胶从溶胀体系中取出，即可直接原位测量水凝胶的T2分布。

结晶分子动力学研究(低场核磁技术)

热固性高分子复合材料通过黏合剂分子链间的相互反应形成三维交联网络，赋予材料良好的使用性能，如力学、老化和磨损性能等。因此，研究高分子材料的微观交联结构可以深入了解材料结构与性能之间的关系， 为进一步改善其综合性能提供指导。

低场磁共振设备在高分子材料领域拥有广泛应用，其主要通过检测材料的交联密度和弛豫时间，分析研究材料的硫化过程、老化过程、改性过程以及浸水干燥变化，进行材料的结晶、分子动力学研究，是对材料特性研究与品质检测控制的有效手段。

低场核磁法用于高分子动力学研究基本原理：

低场核磁法的主要检测对象是氢核(1H),由于聚合物中不同链段上的H所处的周围环境不一致,H的自旋磁矩(核自旋)存在差异。施加射频脉冲后,自旋系统在恢复热平衡状态的过程中表现出来的弛豫行为不同,通过弛豫时间的差异可以体系聚合物的分子动力学信息。而分子分子动力学信息直接与聚合物的交联密度、老化、填充剂相关。

分子内和分子间氢质子的偶极相互作用产生核磁共振的横向弛豫。当温度远远高于聚合物的玻璃态温度时，聚合物网络中的这种偶极相互作用被认为是热分子运动的平均。由于聚合物单链中的氢质子被作为核磁共振测量的探针，于是一种修正的单链模型被引入并用来解释聚合物的横向弛豫。

纽迈变温核磁共振分析仪

高分子缠结与弛豫特性

缠结是高分子聚合物的重要特性之一,它决定聚合物的许多物理性质如粘性、流变性等.因此高聚物的缠结现象广为人们所重视.根据近年的研究结果,高分子链的缠结可分为拓扑缠结和凝聚缠结两类,但链与链之间缠结的机理还不甚清楚.定性地说,溶液中缠结的程度与聚合物分子量、溶液的浓度和温度等因素有关.缠结直接地影响聚合物分子运动,因而作为研究聚合物分子运动有效手段的NMR弛像亦可用来研究聚合物的缠结。

低场核磁法用于聚氨酯橡胶含量化验

什么是聚氨酯？

聚氨酯全名为聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物。1937年由奥托·拜耳等制出此物。聚氨酯有聚酯型和聚醚型二大类。他们可制成聚氨酯塑料（以泡沫塑料为主）、聚氨酯纤维（中国称为氨纶）、聚氨酯橡胶及弹性体。

聚氨酯的特点和用于：

软质聚氨酯主要是具有热塑性的线性结构，它比PVC发泡材料有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能，具有更小的压缩变型性。隔热、隔音、抗震、防毒性能良好。因此用作包装、隔音、过滤材料。

硬质聚氨酯塑料质轻、隔音、绝热性能优越、耐化学药品，电性能好，易加工，吸水率低。它主要用于建筑、汽车、航空工业、保温隔热的结构材料。

聚氨酯弹性体性能介于塑料和橡胶之间，耐油，耐磨，耐低温，耐老化，硬度高，有弹性。主要用于制鞋工业和医疗业。聚氨酯还可以制作粘合剂、涂料、合成革等。

聚氨酯出现于20世纪30年代，经过近八十年的技术发展，该种材料已经广泛应用于家居领域、建筑领域、日用品领域、交通领域、家电领域等。

聚氨酯中橡胶含量的多少直接影响着聚氨酯的物理化学性能参数,因此聚氨酯橡胶含量控制是非常重要的。在工业生产中,生产不同用途的聚氨酯,需要测量橡胶的含量以优化工艺和进行产品质量控制,进而保证产品质量和稳定产品性能。

低场核磁法用于聚氨酯橡胶含量化验原理:

基质的核磁信号衰减非常快,一般在十微秒内衰减为零。而橡胶填料的核磁信号衰减要慢的多,通常信号可以持续几十或几百毫秒。因此,通过对NMR信号进行适当的采样,可以只获取橡胶的核磁信号,从而进行定量测量,图为90度脉冲后检测到的自由感应衰减(FID)信号。在测试之前,根据确定的标准曲线,确定核磁信号强度与橡胶含量的关系,可在30秒—2分钟内测得橡胶含量。

复合橡胶中橡胶含量测量-低场核磁技术

复合橡胶是指以NR（含量在95％～99.5％）为主，添加少量的硬脂酸和/或丁苯橡胶（SBR）、或顺丁橡胶（BR）或异戊橡胶（IR）、或氧化锌（ZnO）、或炭黑。或塑解剂经混炼复合而成的橡胶。复合橡胶是橡胶的一个品种，属于生胶（原材料）范畴。

复合橡胶主要用途：制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。

复合橡胶中橡胶含量测量

传统复合橡胶中橡胶含量测量方法主要有萃取法。萃取法存在测试时间长，操作复杂，人为误差大等缺点，并且需要有毒溶剂。低场核磁技术是一种全新的快速无损复合橡胶中橡胶含量测量方法，测试方便快捷，适合企业研发和生产过程中的质检质控。

复合橡胶中橡胶含量测量应用背景

复合橡胶中橡胶含量的多少直接影响着复合橡胶的物理化学性能参数，因此其橡胶的用量控制是非常重要的。在工业生产中，生产不同用途的橡胶，需要测量橡胶的含量以优化工艺和进行产品质量控制，进而保证产品质量和稳定产品性能。

低场核磁技术测量复合橡胶中橡胶含量应用原理

复合橡胶中的橡胶含量测试原理：基质的核磁信号衰减非常快，一般在十微秒内衰减为零。而橡胶填料的核磁信号衰减要慢的多，通常信号可以持续几十或几百毫秒。因此，通过对NMR信号进行适当的采样，可以只获取橡胶的核磁信号，从而进行定量测量，图为90度脉冲后检测到的自由感应衰减（FID）信号。在测试之前，根据确定的标准曲线，确定核磁信号强度与橡胶含量的关系，可在30秒—2分钟内测得橡胶含量。

低场核磁法用于晶型药物研究

晶型药物的研究现状

多晶型现象广泛存在于固体化合物中，药物多晶型会影响固体药物的产品质量和治liao效果,因此对于这方面的研究逐渐得到国内外众多研究者的重视。现如今,固体药物的多晶型研究己经成为新药开发和新药报批过程中的重要组成部分。药物的晶型研究在新药研发中发挥着重要的角色,被创新药研发公司用来作为药物提高成药性、降低开发风险、保证产品质量和建立有效砖利壁垒等的重要手段,甚至对药物开发成败起决定性作用。

固体药物的多晶型现象

固体药物一般都具有多种形态,如多晶型、溶剂化物、共晶等。广义上多晶型就是一种物质能以两种或两种以上不同的晶体结构存在的现象。固体药物的形态可以分为晶态和非晶态,主要根据是其内部质点(如原子、离子或分子)在结构中排列方式的有序或无序。晶型不同可能会影响药物在体内的溶出速率和吸收速度,从而影响该药物生物利用度、临床疗效和安全性。

多晶型固体药物对生物利用度有哪些影响？

药物多晶型按稳定性主要分为3种,即稳定型、亚稳型和不稳定型。稳定型具有熵值小,熔点高,化学稳定性好等优点,但是这种稳定性晶型的溶解度和溶出速率较低,生物利用度差。不稳定型正好相反,而介于两者之间的亚稳型会随着贮存时间会向稳定型转变。固体药物由于样品晶型的不同,其理化性质,如熔点、密度、硬度、晶体外形、制剂的稳定性等,均会发生显著变化。固体药物因为多晶型自由能之间差异与分子间作用力的不同,导致样品溶解度、药物溶出度和生物利用度的不同,进而影响药物吸收速率,使药物的疗效发生变化。

低场核磁法用于晶型药物研究的原理：

结晶和非结晶API的T1弛豫行为存在显著差异，测量T1弛豫时间是区分结晶态和非晶态的有效参数。结晶形式的T1值大于非结晶形式的T1值。大家都知道,弛豫时间和旋转相关时间之间的关系反映了化合物的分子运动性。一般来说,在固态下,分子运动性越低,T1弛豫时间越长。使用时域核磁共振观察到的T1弛豫行为对于评估API粉末的结晶状态非常有效。

低场核磁法用于晶型药物研究的定性研究：

在特定的温度下，晶型稳定的药物，对应的T1弛豫时间基本保持不变。当发生晶型转变时，时域核磁测得的T1弛豫时间发生对应的变化。根据测定的T1弛豫行为,可以监测物理混合物中结晶专题与晶型转变过程。

纽迈PQ001系列低场核磁共振分析仪

低场核磁法用于药物晶型研究

药物晶型的研究现状

多晶型现象广泛存在于固体化合物中，药物多晶型会影响固体药物的产品质量和治疗效果,因此对于这方面的研究逐渐得到国内外众多研究者的重视。现如今,固体药物的多晶型研究己经成为新药开发和新药报批过程中的重要组成部分。药物的晶型研究在新药研发中发挥着重要的角色,被创新药研发公司用来作为药物提高成药性、降低开发风险、保证产品质量和建立有效专利壁垒等的重要手段,甚至对药物开发成败起决定性作用。

固体药物的多晶型现象

固体药物一般都具有多种形态,如多晶型、溶剂化物、共晶等。广义上多晶型就是一种物质能以两种或两种以上不同的晶体结构存在的现象。固体药物的形态可以分为晶态和非晶态,主要根据是其内部质点(如原子、离子或分子)在结构中排列方式的有序或无序。晶型不同可能会影响药物在体内的溶出速率和吸收速度,从而影响该药物生物利用度、临床疗效和安全性。

多晶型固体药物对生物利用度有哪些影响？

药物多晶型按稳定性主要分为3种,即稳定型、亚稳型和不稳定型。稳定型具有熵值小,熔点高,化学稳定性好等优点,但是这种稳定性晶型的溶解度和溶出速率较低,生物利用度差。不稳定型正好相反,而介于两者之间的亚稳型会随着贮存时间会向稳定型转变。固体药物由于样品晶型的不同,其理化性质,如熔点、密度、硬度、晶体外形、制剂的稳定性等,均会发生显著变化。固体药物因为多晶型自由能之间差异与分子间作用力的不同,导致样品溶解度、药物溶出度和生物利用度的不同,进而影响药物吸收速率,使药物的疗效发生变化。

低场核磁法用于药物晶型研究的原理：

结晶和非结晶API的T1弛豫行为存在显著差异，测量T1弛豫时间是区分结晶态和非晶态的有效参数。结晶形式的T1值大于非结晶形式的T1值。众所周知,弛豫时间和旋转相关时间之间的关系反映了化合物的分子运动性。一般来说,在固态下,分子运动性越低,T1弛豫时间越长。使用时域核磁共振观察到的T1弛豫行为对于评估API粉末的结晶状态非常有效。

低场核磁法用于药物晶型研究的定性研究：

在特定的温度下，晶型稳定的药物，对应的T1弛豫时间基本保持不变。当发生晶型转变时，时域核磁测得的T1弛豫时间发生对应的变化。根据测定的T1弛豫行为,可以监测物理混合物中结晶专题与晶型转变过程。

纽迈PQ001系列低场核磁共振分析仪

低场核磁反演技术

无论是低场核磁纵向弛豫还是低场核磁横向弛豫，对于决大多数样品来说，低场核磁弛豫信号都可以用多指数函数来表达。通常情况下，分别利用CPMG实验和IR实验来检测样品的横向弛豫过程和纵向弛豫过程，低场核磁弛豫信号的数学表达式如公式(1)和公式(2)所示：

其中fi表示样品中第i种成分的信号强度，总信号的大小是所有成分产生信号大小的总和，T2i和T1i表示样品中第i种成分的横向弛豫时间和纵向弛豫时间。

低场核磁反演技术：

弛豫信号反演的目标是通过上面的公式(1)、公式(2)来计算样品中的每个值(或者称为样品中质子分布的密度函数，也称为T1分布或T2分布)。下面采用矩阵的形式重新改写上述数学表达式：

Y=A * F

低场核磁反演技术实例：

以多组分T2反演为例，如下图，左边是回波串，右边是反演结果（T2分布）。下式表示每一个回波的等式系统。一般物质的T2分布是一个连续函数，但是为简化反演，计算使用一个多指数模型，并假定T2分布包含有m个独立的弛豫时间T2i，对应的幅值分量为fi。T2i的值是预先选定的（如0.5ms，1ms，2ms，4ms，8ms，16ms，32ms，64ms，128ms，256ms，512ms，…）。反演的过程主要是确定每个分布的孔隙度分量.

低场核磁反演技术（T2分布）

定组分反演和二维反演在原理上和多组分反演都是一致的，是一个设置模型不断寻优的过程。不同的方法间，模型函数和寻优方法会有稍许不同。

低场核磁技术用于水稻植株发育和叶片衰老研究

低场核磁共振技术：

低场核磁共振技术可以快速、无损测定植物体内水的状态及变化，T1和T2弛豫时间反映了水分子的运动，被用作生物组织中水动态的指标。由于细胞相关水的状态和流动性与细胞状况密切相关，因此 NMR 图像代表了组织的生理图谱，可用于研究细胞代谢的水动力学。

核磁共振T2弛豫谱给出T2弛豫时间及其对应的幅度，其中T2弛豫时间反映了水分子的动力学特性，与水分所在微区大小和结构、水溶性糖含量以及生物膜透水率等因素有关，幅度对应于含水率。

小麦核磁共振特性与相对含水率关系研究

活体植株磁共振成像分析系统

1.温湿度控制箱 2.射频探头 3.外参管 4.风管 5.灯箱6.永磁体 7.轭铁 8.磁体保温箱 9.小麦植株 10.升降台

低场核磁技术用于水稻植株发育和叶片衰老研究

活体植株磁共振成像分析系统为在线活体植株测试系统。为保证植株在活体检测时的气候环境控制，在磁体箱外构建了人工气候室。即选用铝合金为承重框架，箱体侧面采用有机玻璃，灯箱置于箱体两侧。人工气候箱的温湿度控制系统为一独立箱体，箱体内包括受温湿度控制器控制的空调、加湿器和风机，并通过风管与人工气候箱相连。

低场核磁共振T2弛豫谱幅度与1H含量呈正比，被用于解析水分、油脂以及淀粉含量。理论上，水分子和生物大分子的1H均会产生核磁共振信号，但它们的弛豫特性有较大差异。生物大分子的1H受化学集团束缚其T2弛豫时间远远小于水分子1H，比如脂类分子的1H的T2弛豫时间约为200～400ms，而纯水的T2弛豫时间约为2s。另外，水分的T2弛豫特性受界面效应影响，植物细胞zhong央液泡水的T2弛豫时间较之细胞质水以及细胞壁水更长。植物组织的结构和成分复杂，其T2弛豫谱通常为多组分。但不同器官中各种成分的T2弛豫谱区分度差异明显，比如油料种子含油率的T2弛豫谱分析要求样品含水率低于15%。核磁共振T2弛豫谱可有效探测植物根、茎、叶、种子及果实的水分含量、水分状态和水分迁移过程。

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低场核磁反演方法研究

无论是低场核磁纵向弛豫还是低场核磁横向弛豫，对于决大多数样品来说，低场核磁弛豫信号都可以用多指数函数来表达。通常情况下，分别利用CPMG实验和IR实验来检测样品的横向弛豫过程和纵向弛豫过程，低场核磁弛豫信号的数学表达式如公式(1)和公式(2)所示：

其中fi表示样品中第i种成分的信号强度，总信号的大小是所有成分产生信号大小的总和，T2i和T1i表示样品中第i种成分的横向弛豫时间和纵向弛豫时间。

低场核磁反演方法研究：

弛豫信号反演的目标是通过上面的公式(1)公式(2)来计算样品中的每个值(或者称为样品中质子分布的密度函数，也称为T1分布或T2分布)。下面采用矩阵的形式重新改写上述数学表达式：

Y=A * F

低场核磁反演方法研究实例：

以多组分T2反演为例，如下图，左边是回波串，右边是反演结果（T2分布）。下式表示每一个回波的等式系统。一般物质的T2分布是一个连续函数，但是为简化反演，计算使用一个多指数模型，并假定T2分布包含有m个独立的弛豫时间T2i，对应的幅值分量为fi。T2i的值是预先选定的（如0.5ms，1ms，2ms，4ms，8ms，16ms，32ms，64ms，128ms，256ms，512ms，…）。反演的过程主要是确定每个分布的孔隙度分量.

低场核磁反演方法研究（T2分布）

定组分反演和二维反演在原理上和多组分反演都是一致的，是一个设置模型不断寻优的过程。不同的方法间，模型函数和寻优方法会有稍许不同。