Двойное лучепреломление и ориентация

Образование ориентационного порядка в спонтанно удлинившихся пленках диацетата целлюлозы было доказано методами двойного лучепреломления и поляризованной люминесценции [63]. По данным двойного лучепреломления ориентация увеличивается в пять раз, а изменение индикатрис поляризованной люминесценции однозначно указывает на развитие высокой степени именно молекулярной ориентации спонтанно удлиненных пленок в направлении макроскопической оси удлинения (рис. 1.27). [c.79]

Ориентация в потоке. В настоящее время этот метод ориентации в сочетании с измерением двойного лучепреломления разработан лучше других методов. Анизометрические частицы могут быть ориентированы, если они движутся в растворе в определенном направлении, а также при вытекании самой коллоидной дисперсии. Броуновское движение, напротив, непрерывно разориентирует частицы. Если градиенты скорости малы, то достигается только частичная ориентация, которая по мере возрастания ориентирующего воздействия увеличивается и при достаточно большом воздействии может стать полной. [c.31]

Метод двойного лучепреломления в потоке с успехом применяется при изучении растворов полимеров, когда находится зависимость разности фаз А (и связанного с ней угла преимущественной ориентации частиц) от скорости вращения, которая определяет величину ориентирующего воздействия. Поскольку ориентация происходит на фоне постоянного разориентирующего влияния броуновского движения, А возрастает с увеличением угловой скорости. Из получаемых данных можно оценить длину макромолекул. [c.32]

В рассмотренных в начале этого раздела случаях ориентация обнаруживалась в проходящем свете, когда измерялось изменение его интенсивности или возникающее двойное лучепреломление. Эти оптические методы очень чувствительны, но, к сожалению, природа наблюдаемых эффектов не всегда ясна. Дело в том, что изменение интенсивности проходящего света при ориентации частиц может быть обусловлено изменением как рассеяния, так и поглощения света и, кроме того, поляризационными эффектами. [c.34]

Ориентация в полимерах обычно изучается методами двойного лучепреломления, инфракрасного дихроизма, рентгеновской дифракции под большими и малыми углами, ядерного магнитного резонанса и др. Необходимость применения одновременно многих методов диктуется их различной чувствительностью к ориентации цепей в целом и дискретных элементов структуры и, соответственно, различным характером усреднения при численном выражении параметров ориентации. [c.185]

Одним из основных способов улучшения механических свойств линейных полимеров является их вытяжка. Чтобы зафиксировать ориентированное состояние, полученное в результате вытяжки, полимер охлаждают до температур меньших температуры стеклования. Возникающая анизотропия свойств полимеров отражает анизотропию в ориентации макромолекул. Поэтому, измеряя величину анизотропии каких-либо свойств полимера можно получать информацию о степени ориентации его макромолекул. Одним из наиболее чувствительных индикаторов является двойное лучепреломление (оптическая анизотропия) значение коэффициента двойного лучепреломления Лп часто используется в качестве меры ориентации полимера. Установлено, что Дге линейно связан со средним квадратичным отклонением ориентации макромолекул от изотропного состояния. [c.187]

Степень ориентации (и коэффициент двойного лучепреломления), созданная в процессе ориентационной вытяжки, зависит от многих параметров, характеризующих процессы растяжения, важнейшими из которых являются величина деформации (степень вытяжки), температура и длительность вытяжки (или скорость вытяжки в режиме вытягивания с постоянной скоростью роста нагрузки). Описание степени ориентации полимеров лишь одним параметром — степенью вытяжки — недостаточно, как это убедительно доказали Кувшинский с сотрудниками и Шишкин с сотрудниками. Степень ориентации однозначно связана со степенью вытяжки лишь при условии, что режим вытяжки (температура и скорость) остается неизменным. [c.187]

Поэтому изометрический нагрев, не давая в явном виде функцию ориентации р(9), во многом является более информативным методом о структуре ориентированных аморфных полимеров (и кристаллических тоже — см. [31, дополнения II и III]), чем коэффициент двойного лучепреломления. [c.192]

Форма диаграммы растяжения аморфных полимеров (при низкой температуре испытания) в основном определяется степенью ориентации звеньев макромолекул. Другие параметры строения (длина цепей сетки н стабильность ее узлов) существенной роли не играют. При заданном коэффициенте двойного лучепреломления диаграмма растяжения образца будет иметь определенную форму, не зависящую от условий его вытяжки. Указанное соответствие диаграмм растяжения и коэффициента двойного лучепреломления имеет место лишь при температурах испытания, лежащих на десятки градусов ниже температуры размягчения, а при температурах близких к ней оно нарушается. [c.194]

С другой стороны, момент разрушения образца, т. е. разрушающее напряжение и удлинение при разрыве, не определяется одним только коэффициентом двойного лучепреломления Дп. Образцы с одинаковым Дп, ориентированные в различных условиях, могут разорваться на разных стадиях растяжения, хотя до момента разрыва одного из образцов диаграммы растяжения их полностью совпадают. Таким образом, по степени ориентации также невозможно однозначно определить прочностные характеристики ориентированных полимеров. Однозначную связь прочности и разрыв- [c.194]

Степень вытяжки не определяет однозначно значение прочности и разрывного удлинения полимера. Одной и той же степени вытяжки могут соответствовать различные значения прочности, и, наоборот, одна и та же прочность может быть получена при различных степенях вытяжки. Средняя степень ориентации, определяемая двойным лучепреломлением, является более точной характеристикой ориентированного полимера. С другой стороны, прочность и разрывное удлинение не определяются одним двулучепреломлением. Образцы с одинаковым двулучепреломлением, ориентированные в различных условиях, могут разорваться на разных стадиях растяжения, хотя до момента ра рыва одного из образцов диаграммы растяжения их полностью совпадают. Таким образом, по степени ориентации невозможно однозначно определить прочностные характеристики ориентированных полимеров. Однозначную связь прочности и разрывных удлинений со строением ориентированного полимера удается установить лишь в том случае, если можно учесть два параметра — среднюю степень ориентации звеньев макромолекул и число цепей молекулярной сетки в единичном объеме, так как [c.327]

Законам Ньютона и Пуазейля не подчиняются коллоидные системы с удлиненными частицами и частицами, способными деформироваться, а также структурированные коллоидные системы. Причина аномалии вязкого течения коллоидных систем с вытянутыми, палочкообразными частицами заключается в том, что по мере увеличения напряжения сдвига, обусловливающего течение, такие частицы ориентируются своей длинной осью в направлении потока, в результате чего понижается гидродинамическое сопротивление и этим самым убыстряется движение жидкости. Ориентацию вытянутых частиц в направлении потока легко доказать, измеряя двойное лучепреломление в золе при все возрастающем градиенте скорости. [c.327]

При ориентации частиц дисперсной фазы во внешнем поле возникающая оптическая анизотропность во многих случаях проявляется в двойном лучепреломлении (двупреломлении) дисперсная система становится оптически подобной твердому одноосному кристаллу. Исследование оптически анизотропных дисперсных систем, проводимое в настоящее время многими школами, в частности в работах Цветкова (ЛГУ), Шелудко (Болгария), дает весьма ценные сведения не только о размерах и форме коллоидных частиц, но и об их электрических параметрах (дипольный момент), о коэффициентах поступательной (ультрамикроскопия) и вращательной (двупреломление) диффузии, о характере ориентации частиц во внешних полях (см. [4, с. 25]). [c.44]

Так как растяжение натурального каучука приводит к ориентации молекулярных звеньев и появлению ориентированных кристаллических образований, то каучук при растяжении становится анизотропным и приобретает двойное лучепреломление. [c.88]

В зависимости от того, чем вызвано двойное лучепреломление, величина Агг с увеличе[[ием значения у/О изменяется по-разному. Если в потоке не происходит деформации частип или молекул, а наблюдается только ориентация оптически анизотропных или изотропных жестких Частиц, то зависимость, п = 1 у10 выражается [c.483]

Следует иметь в виду, что аморфные полимеры, имеющие некоторую ориентацию молекул (например, растянутая пленка) проявляют двойное лучепреломление, наблюдаемое в поляризационном микроскопе. Это прело 1-ление исчезает вблизи температуры стеклования и не проявляется вновь при охлаждении. Следует также иметь в виду, что кусочки разрезанного образца неориентированного полимера вводят некоторое добавочное двойное лучепреломление вокруг острых линий среза вследствие ориентации при срезе. Следовательно, такие образцы будут казаться более блестящими вокруг линий среза при наблюдении между скрещенными николями. [c.61]

КЕРРА ЭФФЕКТ электрооптический, возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных в-вах под действием однородного электрич. полн. При этом свет оказывается эллиптически поляризованным сдвиг фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами определяется из выражения а=л ВхЕ , где х — длина пути луча в в-ве, Е — напряженность поля, 13 — постоянная Керра. Наличие К. э. объясняется преим. ориентацией молекул в направлении поля, обусловленной анизотропией поляризуемости. В химии используют молярную постоянную Керра тК (отнесена к 1 молю в-ва). Значение тК можио рассчитать, зная главные значения тензора поляризуемости и проекции дипольного момента молекулы на главные оси эллипсоида поляризуемости. Сопоставляя расчетные значения с экспериментальными, на основе аддитивной схемы определяют конформацию молекул. [c.253]

В табл. 4.3 представлены значения двойного лучепреломления и углы полуширот для полипропиленовых волокон, подвергнутых ориентации при комнатной температуре. [c.84]

Основными методами исследования ориентации полимеров являются рентгенографический, метод двойного лучепреломления и довольно распространенный в настоящее время метод инфракрасной спектроскопии в поляризованном свете. В последние годы для определения степени ориентации используют также анизотропию диамагнетизма [98] и анизотропию набухания [99]. [c.86]

Следует отметить, что метод двойного лучепреломления дает воспроизводимые и надежные результаты только на начальных стадиях ориентации. [c.90]

Ориентация, приобретенная волокном в процессе формования, не является устойчивой, поскольку продолжительность пребывания нити в шахте до полного охлаждения невелика. За столь короткий срок не успевает пройти сколько-нибудь заметная кристаллизация, в результате которой могло бы закрепиться ориентированное состояние. Показано [78], что при прогреве нити до 90 °С без натяжения двойное лучепреломление почти мгновенно падает даже до отрицательной величины. Прогрев нити под натяжением замедляет, но не исключает уменьшения двойного лучепреломления (рис. 5.25). [c.122]

Выше отмечалось, что интенсивность света, рассеянного анизометрической частицей, сильно зависит от ее ориентации. Эффект ориентации наиболее отчетливо выражен в случае стержнеббразных частиц и менее заметен для частиц пластинчатой формы. Например, если стержнеобразная частица ориентирована перпендикулярно плоскости, образуемой падающим лучом и линией наблюдения, то рассеяние будет более интенсивным, чем в отсутствие ее ориентации (т. е. при хаотическом ее вращении). Если же такая частица ориентирована вдоль направления наблюдения, то интенсивность рассеяния света будет намного слабее, чем в отсутствие ее ориентации [см. (2.8) и (2.9) ]. При ориентации частиц возникает в какой-то мере упорядоченная структура, напоминающая кристаллическую. При этом даже если каждая частица, показатель пре ломления которой отличается от показателя преломления среды, в отдельности и не обладает собственной оптической анизотропией, система в целом становится анизотропной и проявляет двойное лучепреломление. Если же, кроме того, вещество частиц само обладает анизотропией, то вызванный этим эффект накладывается на предыдущий. [c.30]

Первые опыты по ориентации коллоидных частиц в потоке были выполнены Зидентопфом (1912 г.), причем он наблюдал не двойное лучепреломление, а изменение распределения интенсивности света, рассеянного в различных направлениях. Этот метод дает разнообразные возможности для определения свойств коллоидных частиц. Разработкой его количественных аспектов позже занимались Накагаки и Геллер (1959 г.). [c.32]

В результате ориентационной вытяжки линейных аморфных полимеров возникает анизотропия их физических свойств вдоль и поперек направления вытяжки. При этом для различных свойств подобная анизотропия выражена по-разному. Например, для двойного лучепреломления и механической прочности анизотропия довольно значительна, а для модуля упругости — гораздо слабее, если только полимер не доведен до сверхориентиро-ванного состояния, когда начинается фибриллизация. Впрочем, фибриллизация чаще наблюдается у некристаллизующихся полу-жестких полимеров и всегда — у кристаллизующихся. Кроме того, анизотропия свойств зависит от типа полимера- По сравнению с кристаллическими аморфные полимеры при вытяжке ориентируются плохо даже при больших степенях вытяжки остается довольно большой разброс направлений ориентации сегментов макромолекул. [c.193]

В физике твердого тела для различных классов кристаллов наблюдаются сверхсостояния (сверхпроводимость, ферромагнетизм и сверхпластичность для металлов, сегнетоэлектрическое состояние для диэлектриков), для квантовой жидкости (гелия) наблюдается сверхтекучесть. Полимеры обладают своим сверхсостоянием, которое называется высокоэластнческим состоянием. Высокоэластическое состояние объясняется не только структурой полимерных молекул или макромолекул, но и свойством внутреннего вращения, известным для простых молекул в молекулярной физике. Теория высокой эластичности основывается на применении конформ анионной статистики макромолекул, которая является развитием статистической физики в физике полимеров. Аморфные полимеры по структуре сложнее, чем низкомолекулярные вещества, но в их ближнем порядке примыкают к строению жидкостей. Релаксационные и тепловые свойства расплавов полимеров и жидкостей во многом аналогичны (процесс стеклования, реология). Кристаллические полимеры по своему строению похожи на твердые тела, но сложнее в том отношении, что наряду с кристаллической фазой имеют в объеме и аморфную фазу с межфазными слоями. По электрическим свойствам полимеры — диэлектрики и для них характерно электретное состояние, по магнитным свойствам полимеры — диамагнетики, а по оптическим свойствам они характеризуются ярко выраженным двойным лучепреломлением при молекулярной ориентации. При этом все полимеры обладают уникальными механиче- [c.9]

С двойным лучепреломлением полимеров связано возникновение явления фотоупругости (в механическом поле), эффекта Керра (в электрическом поле) и эффекта Коттона—Мутона (в магнитном поле). Фотоупругость полимеров зависит от их фазового и физического состояния. Метод фотоупругости используется для изучения характера распределения внутренних напряжений в полимерах без их разрушения [9.4]. Изучая эффект Керра в полимерах, можно оценить эффективную жесткость полярных макромолекул, мерой которой служит корреляция ориентаций электрических диполей вдоль цепей [9.5]. Наблюдение эффекта Коттона — Мутона (проявление дихроизма в магнитном поле), обусловленного диамагнитной восприимчивостью и анизотропией тензора оптической поляризуемости, позволяет оценивать значения коэффициентов вращательного трения макромолекул полимеров. Все эти методы исследования оптических свойств полимеров получили широкое распространение и, так же как и спектроскопические методы, в достаточной мрпл описаны в литературе [9.6 50]. [c.234]

Жидкие кристаллы были открыты в результате наблюдений за процессами плавления. При плавлении некоторых веществ образуется мутная жидкость, обладающая интенсивным светорассеянием. Это явление особенно удобно наблюдать в капилляре. Оно встречается у сильно диспергированного кристаллического вещества. Последующее изучение показало, что мутные расплавы обнаруживают двойное лучепреломление, которое свойственно истинным кристаллам. Благодаря этому свойству такие вещества и назвали жидкими кристаллами. При дальнейшем нагревании мутный расплав переходит в прозрачную жидкость, обладающую изотропными свойствами. Например, холесте-рилбензоат плавится при 145°С с образованием мутной жидкости и затем при 179° С переходит в прозрачный расплав. В жидком состоянии молекулы располагаются беспорядочно. В жидко-кристаллическом состоянии наблюдается определенная взаимная ориентация молекул. Длинные оси молекул располагаются параллельно одна другой, о обстоятельство является причиной существования дальнего порядка в одном или двух направлениях и тем самым анизотропности физических свойств жидких кристаллов. Образование жидко-кристаллического состояния при плавлении истинного кристалла сопровождается лишь частичным разрушением дальнего порядка, создающим некото- [c.242]

Некоторые исследователи связывают двойное лучепреломление с образованием в полймере при его растяжении кристаллической реп1етки. Однако двойное лучепреломление у полимера свидетельствует лишь об ориентации т епсй, по не о кристаллизации. Однозначное заключение о наличии или отсутствии кристаллической фазы можно сделать только па основании структурных методов исследования — рентгеновского и электронографнческого структурного анализа. [c.123]

Показатель двойного лучепреломлепия п и угол угасания а зависят От градиента скорости у и интенсивности теплового движения Чем больше градиент скорости, тем больше ориентация молекул Б tiOTOK тем болыпе значение Ап. Тепловое движение которое количественпо оценивается коэффициентом диффузии Л нарушает ориентацию, т, е. вызывает понижение Л/г и а. Следовательно показатель двойного лучепреломления и угол угасания являются функциями отношения y D. [c.482]

При охлаждении расплавленного полимера кристалличность обычно снова проявляется, и определение может быть повторено. Если образец не становится кристаллическим после охлаждения, ти кристалличность может быть висстановлена обработкой соответствующим растворителем или путем механической обработки Ориентация в кристаллическом полимере не мешает определению температуры плавления кристаллитов, а обычно даже помогает, так как двойное лучепреломление в ориентированных кристаллических образцах обычно ярче и исчезновение окраски наблюдается более отчетливо. [c.61]

Было высказано предположение [85, 86] о происходящем при вытяжке последовательном размягчении образца в зоне шейки. Авторы полагают, что в зоне шейки происходит местный разогрев полимера до температуры, превышающей температуру размягчения. На основе экспериментальных данных ими показано, что совершаемая при вытяжке работа вполне достаточна для нагревания образца выше температуры размягчения. Аналогичная точка зрения выдвигается в работе [87]. Мюллер и Еккель [88—89] рассматривают холодную вытяжку как равновесие двух фаз — растянутой (упорядоченной) и нерастянутой (неупорядоченной) — и отождествляют ее с явлениями, происходящими при плавлении или сжиганин. При вытяжке неупорядоченные участки в зоне шейки перетекают в упорядоченные (в частности, именно этим объясняется большее двойное лучепреломление полимера при гетерогенной вытяжке, т. е. вытяжке с шейкой, по сравнению с гомогенной вытяжкой). Как было показано [90], в результате переориентации наблюдаются непрерывные изменения структуры, проявляющиеся в возникновении плоскостной ориентации и постепенном возрастании двойного лучепреломления. [c.80]

Мерой степени ориентации полипропиленового волокна может лужить разность показателей преломления, измеренных в двух ззаимно перпендикулярных направлениях, т. е. величина так называемого двойного лучепреломления. Метод основан на возник-гювении у ориентированных полимеров оптической анизотропии и, как уже упоминалось выше, устанавливает среднюю степень ори-гнтации цепных молекул. [c.89]

При растяжении изотропного волокна в одном направлении может происходить, во-первых, перемещение цепных молекул или кристаллитов и, во-вторых, деформация валентных углов, т. е. перемещение атомов из их положения равновесия [102]. В случае ориентации полимеров линейной структуры необходимо различать перемещение атомов из положения равновесия, которое обусловливает деформационное двойное лучепреломление, и ориентацию цепей или кристаллитов, вызывающую ориентационное двойное преломление. Суммарное двойное лучепреломление складывается, следовательно, из деформационного и ориентационного двулуче-преломления. Возникновение деформационного двойного лучепреломления у низкомолекулярных веществ обусловлено главным образом эластическими деформациями. Если кратность вытяжки лежит в пределах, описываемых законом Гука, т. е. приложенное напряжение прямо пропорционально деформации, то и в случае высокомолекулярных соединений речь идет преимущественно о деформационном двойном лучепреломлении. Деформационное двойное лучепреломление вообще зависит не от ориентации цепей, а от деформации валентных углов, или перемещения атомов из положения равновесия [78]. В противоположность этому, ориентационное двойное лучепреломление зависит от степени ориентации цепей. [c.89]

Данные, полученные при изучении инфракрасного дихроизма, так же как и в случае двойного лучепреломления, характеризуют ориентацию молекул. Таким образом, соотношение интенсивностей поглощения в направлениях, параллельном и перпендикулярном оси вытяжки, определяет среднюю величину отклонения оси макромолекул от оси волокна. Существенным преимуществом метода инфракрасного дихроизма перед методом двойного лучепреломления является возможность раздельного определения ориентации в кристаллических и аморфных областях (так как они характеризуются различными полосами поглощения), причем в абсолютных величинах. В качестве поляризаторов инфракрасного излучения с успехом применяют стопу селеновых пленок или Ag l [105, 106]. [c.91]

Способность глинистых частиц к двойному лучепреломлению усиливается по мере проникновения воды (или органической н<идкости) между слоями кристаллической решетки. Этот эффект, по Г. Амброну и А. Фрею, тем интенсивнее, чем больше интеркристаллическое набухание и чем больше разница коэффициентов преломления среды и дисперсной фазы. В глинистых суспензиях двоякое лучепреломление между скрещенными николями отсутствует. Молекулярное движение и отсутствие ориентации частиц делает эту систему статистически изотропной. Однако при течении вследствие ориентации вытянутых плоских или нитеобразных частиц наблюдается поляризация проходящего света. И. Лэнгмюр на этом основании сделал заключение о форме частиц в суспензии бентонита. Е. Гаузер с сотрудниками показал наличие отчетливого двойного преломления уже при крайне малой скорости течения суспензии высокодисперсного бентонита, совершенно прозрачной и практически не отличающейся от воды по вязкости и поверхностному натяжению. Этот эффект был предложен для гидравлических и аэродинамических исследований обтекания. [c.36]

Увеличение скорости обдувочного воздуха с О до 3,1 м/с ведет к резкому увеличению угла наклона кривой роста двойного лучепреломления кп и конечного значения предориентации нити [72]. Это видно из рис. 5.23. Зона ориентации и завершения деформации струи полимера с увеличением скорости обдувочного воздуха поднимается по направлению к фильере, и наблюдается рост градиента скорости нити. [c.121]