Главная --> Справочник терминов


Малоугловом рассеянии Уменьшение интенсивности излучения, падающего на полимерное вещество, может происходить в результате явления рассеяния [9.3]. Для полимеров особое значение имеет малоугловое светорассеяние (в области углов до 30°), с его помощью можно получать информацию о кинетике структурообразования в полимерах, о деформации и разрушении их кристаллитов, а также о степени полидисперсности. Даже в случае гомогенных полимерных систем из-за частичной ориентации макромолекул и наличия флуктуации плотности метод малоуглового светорассеяния дает весьма полезную информацию. Например, изучая рассеяние света растворами полимеров, можно получать важную информацию о конформационных превращениях их макромолекул.

Рис. 35.11. Оптическая система для измерения малоуглового светорассеяния и определение различных углов, которые используются при описании условий рассеяния. /—поляризатор; 2—образец; 3— анализатор; 4 — фотопленка.

Рис. 35.12. Типичная картина малоуглового светорассеяния от недеформированной полиэтиленовой пленки [П: 5665].

При деформировании полимерного образца картина малоуглового светорассеяния меняется характерным образом (рис. 35.13).

Рис. 35.14. Оптическая система для измерения малоуглового светорассеяния, в

35.10.2. Применение малоуглового светорассеяния в исследовании полимеров

— малоуглового светорассеяния 2.

35.10.2. Применение малоуглового светорассеяния в исследовании полимеров219

Рис. 35.11. Оптическая система для измерения малоуглового светорассеяния и определение различных углов, которые используются при описании условий рассеяния. / — поляризатор; 2— образец; 3~ анализатор; 4 — фотопленка.

Рис. 35.12. Типичная картина малоуглового светорассеяния от недеформированной полиэтиленовой пленки [П: 5665]. а — Яр-картина; б—К^-картина

При деформировании полимерного образца картина малоуглового светорассеяния меняется характерным образом (рис. 35.13).

В паракристаллической теории') считается, что цепные молекулы образуют трехмерные решетки и что устанавливается определенный дальний порядок в пределах одной и той же решетки. В то же время утверждается, что в реальном твердом теле решетка будет искаженной. Степень искажения решетки оценивается разбросом величины трех пространственных векторов а,- между соответствующими точками решетки, движущимися в трех ее направлениях. Если все безразмерные относительные средние флуктуации gik пространственных векторов а,-равны нулю, то структура кристаллическая, а если все gik больше 0,1, то структура аморфная. Величина gik служит количественной мерой коллоидности структуры микронеоднородных твердых тел. Если, например, g\s и gw велики по сравнению с остальными gik, то реализуется нематическое состояние (сегменты параллельны, а периодичность случайная), если gsi и gsz велики по сравнению с остальными go,, то реализуется смектическое состояние (сегменты упорядочены в слои) [9]. Известно, что относительная паракристаллическая пространственная флуктуация обратно пропорциональна максимальному числу планарных связей в одной микрообласти [9]. Флуктуации gm. получены путем измерения формы линии при малоугловом рассеянии рентгеновских лучей. Схематическое представление двумерной паракристаллической решетки по Хоземанну дано на рис. 2.17. Если объяснить надмолекулярную организацию (например, фибриллярную структуру, показанную на рис. 2.11) с помощью паракристаллов в отличие от обычных кристаллов, то будет получено то же самое распределение

Форма линии при малоугловом рассеянии рентгеновских лучей 50

В малоугловом лазерном рассеянии света измерения проводят в интервале углов 2 — 10°, поэтому, если М& не превышает 106, измерения следует осуществлять только при одном угле. Используемые в широкоугловом светорассеянии сложные экстраполяции (диаграммы Зимма) в этом случае оказываются ненужными. Поскольку объем рассеяния геометрически определен, значения Мт, получаемые при малоугловом рассеянии света, представляют собой абсолютные величины. К минимуму сводятся и проблемы осветления образцов для исследования, последнее обстоятельство связано с очень маленьким (0,1 мкл) объемом рассеивания. Мш можно рассчитать из следующего уравнения:

Анализ нейтронного рассеяния позволяет получить ценную информацию о нормальных и межцепных колебаниях в полимерах. Нейтроны с низкой энергией могут рассеиваться полимерным образцом и терять чисть своей энергии, которая эквивалентна характеристическим молекулярным колебательным частотам образца. Возбуждающие нейтроны должны иметь узкое распределение по энергиям и среднюю энергию, близкую к энергии низкочастотных движений молекул рассеивающего вещества. При этих энергиях длины волн нейтронов сравнимы с атомными расстояниями. Рассматриваемый метод анализа позволяет оценить также сечения нейтронного рассеяния полимеров, конформации полимеров в стеклах, каучуках и растворах (особенно при малоугловом рассеянии нейтронов), структуру полимерных сеток.

а) счетчики Гейгера — Мюллера, предназначенные для измерения интенсивности слабого рентгеновского рассеяния при малоугловом рассеянии рентгеновских лучей;

Формализм при обработке результатов таких экспериментов, такой же, что и при малоугловом рассеянии рентгеновых лучей,, только в последнем случае рассеяние происходит на электронах, и для повышения эффективности метода нужно стремиться, к максимальной разности электронных плотностей регистрируемых объектов и матрицы или элементов структуры одного объекта. При нейтронном рассеянии, как в прямом, так и обратном варианте, это требование должно касаться протонных плотностей.

В малоугловом лазерном рассеянии света измерения проводят в интервале углов 2 — 10°, поэтому, если Mw не превышает 106, измерения следует осуществлять только при одном угле. Используемые в широкоугловом светорассеянии сложные экстраполяции (диаграммы Зимма) в этом случае оказываются ненужными. Поскольку объем рассеяния геометрически определен, значения Mw, получаемые при малоугловом рассеянии света, представляют собой абсолютные величины. К минимуму сводятся и проблемы осветления образцов для исследования, последнее обстоятельство связано с очень маленьким (0,1 мкл) объемом рассеивания. Mw можно рассчитать из следующего уравнения:

Анализ нейтронного рассеяния позволяет получить ценную информацию о нормальных и межцепных колебаниях в полимерах. Нейтроны с низкой энергией могут рассеиваться полимерным образцом и терять ча'сть своей энергии, которая эквивалентна характеристическим молекулярным колебательным частотам образца. Возбуждающие нейтроны должны иметь узкое распределение по энергиям и среднюю энергию, близкую к энергии низкочастотных движений молекул рассеивающего вещества. При этих энергиях длины волн нейтронов сравнимы с атомными расстояниями. Рассматриваемый метод анализа позволяет оценить также сечения нейтронного рассеяния полимеров, конформации полимеров в стеклах, каучуках и растворах (особенно при малоугловом рассеянии нейтронов), структуру полимерных сеток.

а) счетчики Гейгера — Мюллера, предназначенные для измерения интенсивности слабого рентгеновского рассеяния при малоугловом рассеянии рентгеновских лучей;

стым метилом, и свидетельствует об ассоциации ионных групп в «сэндвичевые» структуры и ионные кластеры [51]. Доказательства формирования ионных кластеров поперечных связей 'Получены при исследовании диэлектрических свойств вулканизатов [51] и их рентгенограмм при малоугловом рассеянии [11]. Характер рентгенограмм заметно не изменяется при повышении темпера-

Поверхностные реплики тонких пленок, закристаллизованных из расплава или поверхности скола толстых образцов, обнаруживают ламеллярные структуры (см. рис. 9). Хотя подобные типы структур наблюдались для множества полимеров [16, 22, 28—30], явно недостаточно принимались во внимание условия кристаллизации и возможные различия молекулярных весов образцов, без чего нельзя отождествлять эти наблюдения и искать для них корреляции с данными малоуглового рентгеновского рассеяния. Обычно ламелли имеют толщину порядка 100—150 А*, причем оси цепей ориентированы нормально к широкой грани, что возможно только при многократном прохождении одной и той же цепи через кристаллит. Эти размеры в основном и обусловливают большие периоды, наблюдаемые при малоугловом рассеянии рентгеновских лучей на образцах, закристаллизованных при очень сильном переохлаждении. Результаты исследования идентичных образцов обоими методами совпадают, если периоды и размеры лежат в области 100—200 А.




Механической деформации Механической обработкой Механической релаксации Механическое воздействие Макромолекулы происходит Механическом диспергировании Механическую прочность Механизма электрофильного Механизма химических

-
Яндекс.Метрика