Исследование структуры поликристаллических полимеров методом спектроскопии комбинационного рассеяния света

• Автор: Николаева, Гульнара Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава I. Обзор литературы и постановка задачи диссертации
Глава П. Исследование ориентации макромолекул в частично ориентированных поликристаллических
полимерах с помощью спектроскопии КР. Теория
Глава Ш. Экспериментальное исследование
одноосно ориентированных полимеров
Глава IV. Эволюция спектров первого и второго
порядков в области полосы валентных колебаний группы СНг
при увеличении степени деформации полиэтилена
Заключение
Литература
Публикации и апробация

Введение
Изучение структуры полимеров представляет как фундаментальный, так и практический интерес. Высокопрочные полимеры являются одними из наиболее широко используемых материалов, а их механические свойства очень сильно зависят от структуры [1,2]. Поэтому, анализ процесса формирования ориентированной структуры в полимерах является очень важным и позволяет, с одной стороны, проверить существующие теоретические модели механизма деформации, а с другой - найти оптимальные условия производства полимеров с высокими механическими характеристиками.
Для анализа структуры поликристаллических полимеров наибольшее значение имеют такие характеристики, как фазовый состав, функция распределения ориентации макромолекул и конформационный состав. Под фазовым составом понимают соотношение кристаллической, аморфной и промежуточной фаз в структуре поликристаллического полимера [31]. Функция распределения ориентации макромолекул [32-34] определяет степень ориентации различных структурных единиц -кристаллитов, конформеров, группировок. Эта функция, как правило, различна для макромолекул в кристаллических и некристаллических (аморфных и промежуточных) областях [35]. Конформационный состав некристаллических областей определяется соотношением числа транс- и гош-конформеров. С точки зрения эффективности промышленного производства задача количественного анализа ориентационного порядка в полимерах выдвигается на первый план, так как важные на практике механические свойства полимеров определяются в первую очередь ориентацией макромолекул [1,2].
К экспериментальным методам исследования структуры полимеров относятся: рентгеноструктурный анализ [3-14], ПК- [14, 15] и КР-спектроскопии [9-11, 14, 16-26], измерение двулучепреломления [27] и скорости звука [28], исследование спектров ЯМР и флуоресценции [29], измерение механических характеристик [16, 26, 28, 30]. Ввиду огромного количества статей приводятся ссылки только на работы общего плана и работы, связанные с исследованием полиэтилена (ПЭ). Каждый из этих методов обладает как преимуществами, так и недостатками и позволяет измерять определенные характеристики структуры. При этом до настоящего времени не существует методик, позволяющих получить полную информацию о структуре полимера с помощью одной экспериментальной техники. Так, например, рентгеноструктурный анализ дает информацию о кристаллической фазе полимера, но является нечувствительным к
строению некристаллических областей. Измерение двулучепреломления и скорости звука не позволяют определить фазовый и конформационный составы полимера, и т.п. Таким образом, при использовании отдельного метода исследования удается измерить только часть важных характеристик структуры, что приводит к необходимости применения сразу двух или более методов для получения наиболее полной картины. Такой подход обладает рядом существенных недостатков, в частности, затрудняет контроль процесса производства полимеров в режиме реального времени. Следовательно, актуальной является задача извлечения максимальной информации об структуре полимера с помощью одного единственного метода исследования. В этом смысле одним из наиболее информативных методов является спектроскопия КР света, позволяющая определять ориентацию макромолекул, фазовый и конформационный составы.
За три последних десятилетия был достигнут существенный прогресс в применении спектроскопии КР для исследования структуры полимеров. В следующей части диссертации остановимся кратко на наиболее важных достижениях других авторов, а также рассмотрим все еще остающиеся актуальными проблемы, решение части которых представлено в данной диссертационной работе.
Таблица 2.4 (продолжение)
Ненулевые значения величин $1гпп Для второго способа выбора углов Эйлера
ъЧм 430 вш 1© В& ДЙР9
/6 Л/' /2-ЛОАГ /-/70«* 6 я гЛон* л/70 Я*
/6М* -ИЛОМ" /л/ТОЛГ 6Н" -гЛон" Люн"
/16 А/* 0 0 16 я
Хап —/8А Г пЛом" 0 -8Я* гЛоя
-/8АГ -аЛом" 0 -8Я* -2л/10Я
£< ИМ" 0 -//70АГ 2 Я* 0 -/гоя*
агго.77 -/8АГ /2-ЛОАГ 0 -8Я* 2л/И)Я*
У 77 -/8 А/* -аЛом" 0 -8Я -2л/10Я
ХаХХаУГ ИМ" 0 -/л/ТОАГ 2 Я' 0 -,/70Я