Методика идентификации рентгеноаморфных фаз полимеров и полимерных мембран

• Автор: Быстрицкий, Владислав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения и аббревиатуры

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ОСНОВНЫ МЕТОДОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ РЕНТГЕНОАМОРФНЫХ ФАЗОВЫХ КОМПОНЕНТОВ

1.1 Классификация физических состояний полимеров

1.2 Функция радиального распределения и расчеты по формуле Дебая, как основные расчетные методы идентификации структуры полимерных материалов
1.3 Рентгеноструктурный анализ и инфракрасная спектроскопия как экспериментальные методы

изучения макромолекулярных систем

1.4 Постановка задачи

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ИДЕНТИФИКАЦИИ РЕНТГЕНОАМОРФНЫХ ФАЗ В ПОЛИМЕРАХ (МИРФП)
2.1 Механическая модель молекулы, как метод получения трехмерных координат атомов макромолекул
2.2 Рассеяние рентгеновских лучей по Дебаю и функция радиального распределения (ФРР) электронной плотности
в МИРФП
2.3 Поправки на факторы, оказывающие влияние на расчет
рентгеновских дифрактограмм
2.4 Особенности использования МИРФП
2.5 Выводы
3 АЛГОРИТМ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
ДЛЯ МИРФП
3.1 Алгоритм МИРФП
3.2 Подготовка данных для МИРФП

3.2.1 Получение рентгеновские данных
3.2.2 Получение данных ИК-спектроскопии
3.2.3 Расчет функции радиального распределения электронной
плотности для определения межмолекулярных расстояний
3.3 Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТ А ЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МИРФП
4.1 Использование МИРФП для внутримолекулярного рассеяния
4.2 Использование МИРФП для однофазной полимерной системы
4.3 Использование МИРФП для многофазной полимерной системы
4.4 Соответствие расчетных и экспериментальных данных
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А Справки об использовании материалов
диссертационной работы
Приложение Б Свидетельства о регистрации программ для ЭВМ

Условные обозначения и аббревиатуры
с - степень кристалличности;
с/ - межплоскостное расстояние, ангстрем;
/- атомная амплитуда рассеяния, ангстрем;
/-относительная интенсивность рассеяния, отн. ед.;
Кмас - коэффициент масштаба;
Мп — молекулярная масса, кг/моль; г - межатомное расстояние, ангстрем;
7? - межмолекулярное расстояние, ангстрем;
Я0 -фактор расходимости;
и - энергия, Дж;
і - координационное число;
в0 - диэлектрическая постоянная, Кл2/н-м2;
р - атомная плотность, ат./анг.3;
ц - заряд, Кл;
X - длина волны, ангстрем;
0 - дифракционный угол, град.
Аббревиатуры АЦП - аналого-цифровой преобразователь;
ВМС - высокомолекулярные соединения;
ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия;
ИКС - инфракрасная спектроскопия;
МИРФП - методика идентификации рентгеноаморфных фаз полимеров; МММ - механическая модель молекулы;
МПТФЭ -мелкодисперсный политетрафторэтилен;
ОМ - оптическая микроскопия;
ПВТМГ - поливинилтриметилгерман;
гетические затраты, вызванные отклонением от оптимальной взаимной ориентации фрагментов молекул, соединенных химической связью. В случае необходимости в модели учитывают также энергию электростатических взаимодействий, водородных связей и др.
Таким образом, конформационную энергию молекулы (представляющую собой часть ее полной энергии, зависящую от конформации) можно записать в виде [41]:
иконф~исв иугл ит0рс~~ иневал~~ иэл~
где исв - энергия растяжения валентных связей, 11угл и иторс - вклады обусловленные отклонениями валентных и торсионных углов от равновесных значений, иневал -энергия невалентного взаимодействия всех атомов, Иэл -энергия электростатического взаимодействия.
Здесь энергия невалентного взаимодействия (иневал) представляет собой сумму парных взаимодействий всех атомов (атом-атомное приближение) и чаще всего описывается потенциалами Ленард-Джонса [41]:
иневал - -С -г6 + А- г12, (1.2)
или Букингема:
иневал = -С -г6 + Л -ехр(Б - г), (1.3)
где г - межатомные расстояния, А, В и С- эмпирические константы.
Члены исв и иугл представляют собой энергии, необходимые для деформации всех имеющихся в молекуле связей и валентных углов от идеальных значений (10 и ©о), в качестве которых часто берут среднестатистические, до реальных (1 и 0) значений. Для малых деформаций, обычно наблюдаемых