В.А. Кабанов - Практикум по высокомолекулярным соединениям (1113701), страница 45
Текст из файла (страница 45)
!. Изучение фазового перехода полимеров при изотермнческой кристаллизации Цель работы. Получение рентгенограмм исходного и прогретого полиэтилентерефталата при температуре выше его температуры стеклования, определение по рентгенограммам фазового состояния образцов, расчет межплоскостных расстояний. Образцы: палия гнлентерефтзлзт (Т)ЭТФ) аморфный (пленкз толгципой о,о мм) с 7. = 80'С.
Приборы: рентгеновский сппврзт типо УРС.0,1, рептгсновскзя камера (цилиндрическая днзмстром 87,3 мм), воздушный тсрмостзт, компзрзтор, жщсйко. ! 190 и!етодака роботы Образец аморфного ПЭТФ в виде полоски шириной 2 мм и длиной 20 мм помещают в термостат па 1 ч при 180'С для нзотермической кристаллизации. Другой такой же образец закрепляют в рентгеновской камере, юстируют в ней и затем в фотокомпате производят зарядку камеры с образцом рентгеновской пленкой. Камеру устанавливают на столик рентгеновского аппарата для экспозиции.
По истечении 1 ч кристаллизации первый образец извлекают нз термостата и закрепляют в камере для съемки. После экспозиции фото- обработки и сушки рентгенограммы сопоставляют и рассчитывают межплоскостные расстояния. Обработка результатов Для расчета межплоскостных расстояний кристаллической решетки полимера измеряют диаметры рефлексов с помощью компаратора н линейки. Диаметр (21) измеряют в миллиметрах с точностью до десятых долей. Размытые линии измеряют по их серединам. Измерения проводят по диаметру рентгенограммы.
Основным расчетным уравнением является уравнение Вульфа — Бреггов; лй = 2а з(п 0 (У!.8) где и — порядок отрзжсния рентгеновских лучей (обычна отчетливо проняли~отея рефлексы первого порядкз, т. е. и = 1); Х вЂ” длина волны фильтровзппого рентгеновского излучения (для медного зеркала анода трубки й = 0,134 пм); В— межплоскостпае рвсстоянис; 0 — угол отражения рентгеновских лучей, которыя можно определить по схеме хода лучей при дифрзкции в цилиндрической камере (рпс. Уй 22).
Расстояние 21 между двумя симметричными рефлексами соответствует центральному углу 40 и зависит от расстояния между рентгеновской пленкой и исследуемым веществом, т. е, от диаметра камеры (см. рис. хг!. 22). Если диаметр камеры равен 1), то центральному углу в 360' будет соответствовать дуга длиной п1) (полная окружность), а углу в 1' — дуга длиной л1)/360. Если длина дуги равна 21, то соответствующий ей центральный угол будет ра- 300 вен 21 — и тогда, как следует из и0 рис.
Т71,22: 1 Г 360 х 180 0 = — !ч2! — ) — 1 =! 4 ~ и()) пО Поскольку диаметр камеры Е) = = 57,3 мм, то значения углов от аже- Р Рис. У!. 22. Схема кода рентгеновских лучей и дифрзкции в цилиндрической кемере КЬ вЂ” нзпрзвление первичного пучка лучей, 5р — направление пучка .лучей, отрежснпых образцом). !91 ния в градусах равны значениям радиусов рефлексов 1 на рентгенограмме, измеренных в миллиметрах. Данные измерений и расчетов по уравнению (Ч(. 8) вносят в таблицу. Форма записи результатов: гмпе № рефлекса в1п В В,' 21, мм Задание. Определить фазовое состояние образцов ПЭТФ, используя структурный критерий; объяснить наличие диффузного гало на ре1птенограмме закристаллизованного полимера. Р або та Ч1.2.
Изучение фазового перехода в полимерах при ориентации Методика работы Два образца полиизопрена длиной 20 мм закрепляют в зажимах рамки. Один образец растягивают до удлинения 700%. Затем обе рамки устанавливают на столик рентгеновского аппарата для экспозиции. Измеряют расстояние от образца до рентгеновской пленки а, По истечении определенного времени экспозиции, заданного преподавателем, рентгенограммы проявляют и сушат. Обработка результатов На рентгенограмме ориентированного полимера определяют линии меридиана, экватора и слоевые линии (см.
рис. Ч1, 18). Измеряют расстояние 21 между симметричными рефлексаыи, расположенными на слоеных линиях с одним и тем же номером. Рассчитывают с использованием уравнения (Ч1. 8) межплоскост. ные расстояния. Полученные данные вносят в таблицу.
Форма записи результатов: Ха слоеное локон № Рефлекса 1, мм ьяге ип М, 21, л В, в1п В гв1п В 192 Цель работы. Получение рентгенограмм изотропного и ориентированного полиизопрена; определение по рентгенограммам фазового состояния образцов; расчет периода идентичности; определение конформации макромолекулы полиизопрена в ориентированном состоянии.
Образцы: полиизопрен (гпяур диаметром 1 мм). Приборы: рентгеновский аппарат типа УРС-0,1, рентгеновская камера сплоской кассетой, рамки для растяжения образцов, компаратор, линейка, Рис. л(1.23, Схема хода рентгеновских лучей прн дифранции в камере с плоской кассетой ((((. — направленно первичного пучка лучей, $Р— направление пучка лучей, отраженных образцом, ОР— радиус кольца). Ковалвктамв свявм Атом ордвкараа», нм Авоввак, пм Н С 0,03 0,077 Задание.
Определить фазовое состояние изотропного и ориен тированного образца полиизопрена, объяснить наблюдаемую кар тину; определить конформацию макромолекулы полиизопрена. Работа Ч1.3. Рентгенографическое изучение распределения осей макромолекул полимера в ориентированном состоянии Цель работы. Получение рентгенограммы ориентированного полимера, расчет зависимости распределения осей макромолекул по углам ориентации. 7 за.
ня 193 Угол отражения 0 можно найти по схеме хода рентгеновских лучей при дифракции в камере с плоской кассетой (рис. Ч1. 23). Расстояние а (в мм) определяют из условий съемки, радиус кольца 1 (в мм) определяют из рентгенограмм. Поскольку (п 26 = 1/а, то отсюда можно найти угол рассеяния, соответствуюший данному рефлексу.
Зная углы рассеяния, по уравнению (Ч1. 8) рассчитывают межплоскостные расстояния (в нм). Период идентичности по оси макромолекулы с определяют из расстояния между слоевыми линиями: )ч)ь С па Мп Пп где )( — номер слоеной линии (О, 1, 2, 3); )ь — длина волны излучения; П,— угол, опредсляемый по формуле 1ип„=(.н/а ((.ы — расстояние между слоеными ли. пнями с комсрамн 0 и Ы по рентгенограмме, мм; а — расстояние от образца до рентгеновской пленки, мм). Для определения конформации макромолекулы сравнивают теоретнчсское и экспериментальное значения периодов идентичности, Теоретическое значение периода идентичности рассчитывают, исходя из модели макромолекулы ориентированного полиизопрепа в виде плоского зигзага. При расчете учитывают тип изомерии, валентине углы и длины валентных связей, которые определяют нз радиусов атомов (табл. Ч1.2). Таблица (г(.
Д Таблице радиусов атомов Образцы: полятстрзфторзтился (ПТФЭ) (плеякя толщиной О,б ии). Приборы: рсятгеяовскяй аппарат типа УРС-0,1, рентгеновская камера с плоской кзссстой, рамка для рзстяжсняя образца, яякрофстоистр тяяз Мф-4 с цряставкой для фотоистряроязяця рсятгсяогрзии цо кругу. Методика работы и обработка результатов Для образца со степенью ориентации 300 — 500 % получают рентгенограмму по методике, описанной в работе Н1.2.
Полученную рентгенограмму фотометрируют на мнкрофотометре с помощью приставки, позволяющей вращать рентгенограмму вокруг центра в горизонтальной плоскости. На экваторе рентгенограммы выбирают интенсивную дугу, расположенную возможно ближе к пятну от первичного пучка. Вращая рентгенограмму, измеряют по визуальной шкале изменение интенсивности прошедшего через рефлекс пучка света, причем измерения проводят через каждые 5'. Поскольку почернение дифракцнонного пятна определяется пе только рассеянием рентгеновских лучей упорядоченно расположенными областями, но и некогерентным рассеянием, то фон, им обусловленный, необходимо исключить.
Распределение фона на пленке от центра к периферии определяют фотометрировапием по радиусу рентгенограммы в направлении, а котором отсутствуют рефлексы, обусловленные когерентным рассеянием. Фотомстрирование по кругу и меридиану обязательно проводят при одинаковой настройке прибора. Почернение собственно дифракционного пятна в каждой точке дуги Е„рассчитывают по формуле ф (Н1.9) я+Ф гдс 1э — интенсивность света, црошсдшсго чсрсз фотоыстрярусиую цлсяяу я исстс, з котором цоясрясцяс вызвано только фояои; 1„4 — яцтсясязяость пучка света, прошедшего чсрсз рсфзеяс реятгснсгрз мин, включая фоц.
На рис. Ъ'1. 24 приведены кривые фотометрирования по кругу н радиусу рентгенограммы. Значения 1, + Ф отсчитывают от темновой отметки до фотометрической кривой. Темповая метка соответствует интенсивности света, прошедшего через непрозрачное место пленки, и практически равна пулю, Для нахождения 1Ф под кривой фотометрирования по радиусу проводят плавную линию РР, которая и определяет фон рентгенограммы (рис. Н1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
