Инфракрасные спектры тонких слоев олигомеров полиэтилена на поверхности металла

• Автор: Тупицына, Алла Игоревна
• Шифр специальности: 01.04.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 91 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. ПОЛОСЫ СН-ВАЛЕНТНЫХ
КОЛЕБАНИЙ ЦЕРЕЗИНА И ВАЗЕЛИНА
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ОБЛАСТЕЙ В ТОНКИХ СЛОЯХ
ПАРАФИНОВОЙ СМАЗКИ
ГЛАВА 4. СПЕКТРЫ РАСПЛАВОВ ЦЕРЕЗИНА И ВАЗЕЛИНА
ГЛАВА 5. ИК-СПЕКТРЫ ПЛЕНОК
ГЕКСАДЕКАНА
ЛИТЕРАТУРА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ.

ВВЕДЕНИЕ
В последние десятилетия в различных областях техники все более широкое применение находят материалы, рабочие свойства которых могут быть описаны и поняты только с учетом их молекулярной структуры. К таким веществам относятся смазочные жидкости, суспензии, жидкие кристаллы, полимеры и т.д.
Особый интерес исследователей в этой связи вызывают соединения, молекулы которых содержат метиленовые цепи: парафины и их производные (карбоновые кислоты, соли, спирты и т.п.). Эти соединения и их смеси имеют хорошую адгезию к различным металлам и часто используются в качестве смазок в реальных узлах трения.
Молекулярная структура длинноцепных парафинов идентична структуре полиэтилена, для алканов и полиэтилена характерны одни и те же кристаллические модификации, поэтому длинноцепные алканы и их смеси оказываются весьма полезными модельными объектами для изучения свойств и структуры полимеров (полиэтилена).
Одной из интересных особенностей алканов и их производных является способность к образованию на твердых поверхностях ориентационно-упорядоченного граничного слоя с характеристиками, существенно отличающимися от объемных. Большое число публикаций посвящено исследованию структуры и свойств граничных слоев (слоев Ленгмюра), образуемых парафинами и их производными на различных подложках. Известно, что толщина ориентационно-упорядоченного слоя Ленгмюра не превышает 10-15 мономолекулярных рядов, причем полярные соединения образуют более развитые граничные слои, чем

неполярные. За пределами граничного слоя, как принято считать, начинается объемная фаза, на которую влияние твердой поверхности не распространяется, и молекулярная структура которой не зависит от толщины слоя.
В то же время известно, что ряд характеристик жидкостей и твердых материалов, нанесенных на твердую подложку, являются функциями толщины слоя на толщинах, значительно (на несколько порядков) превышающих толщину слоя Ленгмюра. Так, например, вязкость жидкостей (в том числе, углеводородных) является функцией толщины слоя вплоть до толщин порядка нескольких микрон, так же, как и прочность на разрыв твердых материалов зависит от толщины слоя образца на твердой подложке при толщинах, достигающих десятков и даже сотен микрон.
В связи с этим представляло интерес исследовать зависимость от толщины слоя на металлической подложке молекулярной структуры и фазового состояния неполярных цепных соединений (углеводородов) в пленках макроскопической толщины (0.5-15 мкм), значительно превышающей радиус ориентирующего действия подложки. В этом заключается цель настоящей работы.
Пленки исследовались при помощи ИК-анализа - одного из наиболее информативных методов изучения молекулярной структуры.
В работе были изучены различные по составу смеси длинноцепных углеводородов (вазелин и церезин) а также химически чистое соединение -гексадекан.

вклада в полуширину исследуемой полосы, частота которой составляет «3000 см'1.
Распад высокочастотного фонона на три и большее число низкочастотных фононов крайне маловероятен
Таким образом, определяющим механизмом изменения полуширин ИК-полос СН-валентных колебаний метиленовых групп в пленках малой (< 2 мкм) толщины является рассеяние фононов на границах регулярных транс-последовательностей. Известно , что линейные размеры области 1, охватываемой колебанием, связаны со временем его жизни соотношением:
1 = ст (2.19)
где с - групповая скорость волнового пакета. Согласно принципу неопределенности для энергии:
ЛЕ зйЛу «й/т (2.20)
Из (2.19) и (2.20) следует:
Лу = с/1 (2.21)
Следовательно, увеличение длины регулярных транспоследовательностей приводит к увеличению времени жизни колебаний и уменьшению полуширин соответствующих полос.