Структура индивидуальных макромолекул в смесях полимеров : Анализ изображения

• Автор: Бондарев, Илья Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. КОНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ МАКРОМОЛЕКУЛ.

1.1. Модели макромолекулярных клубков

1.2. Глобулярное состояние макромолекулы

1.3. Экспериментальные методы исследования

КОНФОРМАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ МАКРОМОЛЕКУЛ.

1.3. ПОЛУЧЕНИЕ И ОБРАБОТКА ПЭМ ИЗОБРАЖЕНИЯ

1.3.1. Теоретическое описание

1.3.2. Препарирование индивидуальных макромолекул

для ПЭМ
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
2.1. РАСЧЕТ ПРОФИЛЯ ПЛОТНОСТИ ЧАСТИЦЫ ПО ЭЛЕКТРОННОМИКРОСКОПИЧЕСКОМУ ИЗОБРАЖЕНИЮ
2.1.1. Модель многослойной частицы.
2.2. СГЛАЖИВАНИЕ КРИВОЙ ПОЧЕРНЕНИЯ.
2.2.1. Приборное сглаживание
2.2.2. Полиномы наименьших квадратов
2.2.3. Фурьефильтрация.
2.2.4. Двухитерационное сглаживание с устранением диких точек
2.2.5. Итерационное плавающее среднее.
2.3. ПОЛНЫЙ КОМПЛЕКС ЗАДАЧ
2.4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОФИЛЬ
плотности
2.4.1. Уровень краев частицы .
2.4.2. Уровень центра частицы.
ОГЛАВЛЕНИЕ
2.5. Расчет значений плотности
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1. Объекты исследования.
3.2. Полиизопрен в полиизобутилене
3,2.1. Ассоциаты ПИП в матрице ПИБ
3.3. Полибутадиен в матрице полистирола.
3.4. Сополимеры стирола и бутадиена в матрице ПОЛИСТИРОЛА.г.
ВЫВОДЫ
СПИСОК РИСУНКОВ.
СПИСОК ТАБЛИЦ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В настоящее время теоретические и экспериментальные исследования в области конформационной статистики макромолекулярных цепей развиваются по двум направлениям. Первое теоретический и численный анализ, который позволяет выявить основные закономерности конформационного поведения макромолекулярных систем в рамках тех или иных предположений. Второе направление экспериментальное. Именно в рамках этого направления с использованием методов светорассеяния, вязкости, рассеяния нейтронов, электронов, рентгеновских лучей и т. Особое место в этих исследованиях занимает просвечивающая электронная микроскопия. В отличие от других экспериментальных методов электронная микроскопия исследует отдельные объекты макромолекулы и их ассоциаты, не усредняя их по ансамблю. В монографиях Лукьяновича, Хенденрайха, Шиммеля, Киселева, Ахарони и др. Тем не менее, возможности этого метода используются далеко не полностью. Анализ литературных данных показал, что расширение возможностей просвечивающей электронной микроскопии для изучения тонкой структуры макромолекулярных частиц связано главным образом с созданием новых методов обработки изображения. Научная новизна. Разработана многослойная модель макромолекулярной частицы, позволяющая по ее плоскому электронномикроскопическому изображению восстанавливать профиль распределения локальной плотности и определять внутреннее строение и размеры частиц. Предложена физически обоснованная методика итерационного плавающего среднего для сглаживания зашумленных экспериментальных кривых почернения. Разработанный программный комплекс использован при обработке экспериментальных данных в системах полиизопрен в полиизобутилене, полибутадиен в полистироле, статистические и блок сополимеры стирола и бутадиена в полистироле. Показано, что макромолекулярные частицы в большинстве случаев асимметричны, характеризуются значительной флуктуацией формы и положением центра масс, в некоторых случаях неоднородностями распределения интенсивности почернения внутри частиц. Получена количественная информация о размерах средней плотности и профилях распределения плотности внутри клубков и глобул статистических и блок сополимеров стирола и бутадиена в матрице полистирола. Показано, что имеется два основных профиля плотности гауссово распределение и постоянная плотность. Практическая значимость работы. Разработанный программный комплекс обработки электронномикроскопического изображения индивидуальных макромолекул и их ассоциатов может быть использован при морфологическом анализе фазовой структуры конструкционных полимерных материалов любой природы и состава. Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на конференциях аспирантов и докторантов ИФХ РАН и гг. Всероссийских конференциях Структура и молекулярная динамика полимерных систем ЙошкарОла и гг. Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 1 страницах, включая рисунков и 7 таблиц. Глава 1. Макромолекулярные цепи, характеризующиеся достаточно большой степенью полимеризации 0, могут существовать в двух конформационных состояниях клубок и глобула 1. Основополагающей моделью невозмущенной макромолекулярной цепи является Куновская свободносочлененная цепь 2 или идеальная цепь случайных блужданий. Согласно этой модели любая, достаточно длинная макромолекула может быть представлена в виде цепи, состоящей из жестких сегментов пренебрежимо малого объема, свободно вращающихся относительно друг от друга. Куна количество сегментов в цепи Я характеристический радиус клубка. Рмг вероятность того, что вектор расстояния между концами цепи из звеньев будет 2хт23 множитель, который обеспечивает нормирование интеграла на е отклонение от гауссовой статистики изза малого количества сегментов. По этой причине данная модель называется моделью Гауссова клубка. Г 1. В настоящее время для определения размеров макромолекулярного клубка применяются два основных метода светорассеяние, в котором определяется радиус инерции макромолекулы 5, и вискозиметрия, которая дает гидродинамический радиус Яд.