Двойное лучепреломление и степень ориентации

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]

Измерения скорости звука обычно используют для определения общей степени ориентации. Однако по акустическим данным можно определить акустический модуль упругости и с привлечением сведений по двойному лучепреломлению, степени ориентации кристаллитов и кристалличности р (по рентгенографии) разделить вклады аморфных и кристаллических областей в общую ориентацию. Взаимосвязь всех этих показателей может быть выражена рядом уравнений [96]. [c.133]

А. И. Н е в 6 р о в. В наших опытах (постоянство скоростей вытяжки, температуры вытяжки, условий охлаждения образцов) степень ориентации однозначно определяется величиной двойного лучепреломления, степень снижения величины двойного лучепреломления в результате облучения позволяет судить о величине изменения степени ориентации. Аналогичные данные получены нами при исследовании кривых изометрического нагрева (по Кувшинскому), как указано в докладе. К сожалению, объем доклада не позволяет привести все полученные нами данные, и мы. ограничились лишь данными по изменению величины двойного лучепреломления в результате облучения. [c.369]

Усиление двойного лучепреломления вследствие ориентации кристаллических полимеров обусловлено повышением средней степени ориентации поляризуемых цепных сегментов макромолекул. В кристаллических участках эти сегменты вносят более существенный вклад в суммарное двойное лучепреломление по сравнению с менее упорядоченными участками. Кроме того, средняя ориентация таких кристаллических участков, выступающих в роли структурных единиц, может существенно отличаться от средней степени ориентации сегментов. [c.320]

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]

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]

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]

Он отражает преобладание релаксационной дезориентации, вызываемой тепловым движением макромолекул, над ориентацией в силовом поле вытягивания. По этой причине характер процесса должен зависеть от скорости вытяжки. Действительно, из рис. 5.35 видно, что увеличение скорости с 10 до 80 см/мин приводит при температуре 105 °С к повышению напряжения вытягивания и к снижению возможной кратности вытяжки до 8. По рентгенограммам такого волокна уже можно заключить о некоторой ориентации, но кристаллизация реализуется в очень небольшой степени. Для того, чтобы получить ориентированное волокно, необходимо снизить температуру и тем самым одновременно с повышением напряжения обеспечить баланс двух противоположных процессов тепловой дезориентации и ориентации в пользу последнего процесса. На рис. 5.36 видно, что такое снижение температуры приводит к получению волокна с высокой степенью ориентации — показатель двойного лучепреломления увеличивается до значения 0,18, характерного для хорошо ориентированного полиэфирного волокна. Одновременно с этим увеличивается плотность волокна до 1,35—1,36 г/см , что указывает на небольшую кристаллизацию полиэфира. Это можно видеть из рис. 5.37 [83]. [c.128]

Надмолекулярная структура в значительной мере определяет механические свойства полимерных материалов. Наиболее важными методами изучения процессов кристаллизации и ориентации в полимерах являются рентгенография (электронография), электронная микроскопия, методы двойного лучепреломления и определения плотности и удельного объема полимеров. При измерении степени кристалличности наряду с рентгенографией применяют спектроскопию ЯМР и с нарушенным полным внутренним отражением. [c.346]

Слои вторичной стенки хорошо различимы на микрофотографиях, полученных в поляризованном свете, благодаря различной ориентации в разных слоях микрофибрилл целлюлозы (см. 8.6.2), обладающей вследствие кристаллической структуры двойным лучепреломлением. Слои 8 , 82 и 8з(Т) существенно различаются по толщине 8 и 8з(Т) тонкие, а 8а толстый и образует основную массу клеточной стенки. Во всех этих слоях уже преобладает целлюлоза. Слой 81 имеет толщину 0,1...0,3 мкм в зависимости от части годичного кольца (поздняя или ранняя) и древесной породы. Толщина слоя 82 составляет в среднем 2...6 мкм с колебаниями от 1 мкм (в ранней древесине) до 7...9 мкм (в поздней древесине). Слой 8з(Т) самый тонкий (0,1.. .0,2 мкм) строение его в значительной степени зависит от древесной породы. [c.216]

Для качественного определения степени кристалличности полимера наблюдают двойное лучепреломление в поляризационном микроскопе при этом необходимо исключить влияние возможной ориентации макромолекул, т. е. так называемое ориентационное двойное лучепреломление [c.90]

Однако имеется ряд факторов, свидетельствующих о значительных структурных изменениях в нити при ее вытягивании. Уменьшается накрашиваемость нити [167] и ее набухание в воде увеличивается показатель двойного лучепреломления [168] кольцевые интерференции на рентгенограммах стягиваются в экваториальные дуги [169] наблюдается изменение интенсивности некоторых полос поглощения в инфракрасной части спектра [170]. По-видимому, перечисленные факторы характеризуют в первую очередь возрастание степени ориентации нитей, сжатие макро-пор, а также те структурные изменения, которые происходят при [c.233]

Очень важно правильно оценить степень молекулярной ориентации и связь между последней и степенью вытяжки (или кратностью растяжения) полимера. Рентгенографические и оптиче-ские о методы являются наиболее эффективными для определения ориентации макромолекул в волокнах. Полимерные волокна ири вытяжке приобретают одноосную оптическую анизотропию, обнаруживаемую по двойному лучепреломлению. Этот метод определения степени молекулярной ориентации получил наибольшее распространение. [c.139]

Первые рентгенограммы целлюлозы были получены в самом начале развития рентгеновского метода исследования структуры кристаллов. Картина дифракции представляла собой, как известно, систему размытых рефлексов. Формальное применение к целлюлозе теории рассеяния рентгеновских лучей па низкомолекулярпых кристаллах привело к выводу о том, что расширение интерференционных пятен обусловлено очень малыми размерами кристаллов целлюлозы и что вырождение интерференционных колец в пятна и дуги связано с высокой степенью ориентации этих кристаллов в волокне. Такой вывод хорошо согласовался с наличием у целлюлозных волокон двойного лучепреломления света, которое считалось ранее для однородных систем неотъемлемым свойством кристаллической фазы. [c.81]

Взаимосвязь между разрушающим напряжением и степенью ориентации установлена с помощью явления двойного лучепреломления. При сопоставлении значений разрушающего напряжения и коэффициента двойного лучепреломления нитей оказалось [382], что при разрыве достигается определенная степень ориентации. Это,справедливо для всех типов вискозы независимо от молекулярной массы и содер) ания увлажняющего агента (рис. П.59). [c.127]

Одним из распространенных способов модификации надмолекулярной структуры является ориентационная вытяжка, которая, как было показано для ряда полимеров, оказывает существенное влияние на электрическую прочность [4, с. 108]. В результате одноосной вытяжки пленок полистирола при увеличении степени ориентации, характеризуемой коэффициентом двойного лучепреломления А средние значения пр возрастают на 30—50 % в случае увеличения Ал в пределах О—5-10 3 (рис. 87). При дальнейшем возрастании ориентации электрическая прочность либо не изменяется (пленки сополимера стирола с а-метилстиролом), либо проходит через максимум (пленки полистирола). Было показано также, что электрическая прочность [c.142]

Рис. 4.21. Зависимости двойного лучепреломления Дп и среднего угла ориентации кристаллитов 8 пленок МЦ от степени вытяжки.

Как уже отмечалось, структура волокон, сформованных из анизотропных растворов, явилась предметом детальных исследований. Кристаллическая структура, степень кристалличности, кристаллическая ориентация, дефекты в кристаллических фазах исследовались экспериментально методами дифракции рентгеновских лучей и электронов, а также методом двойного лучепреломления. В большинстве случаев была установлена фибриллярная трехмерная сТ-руктура этих волокон. Предполагается высокая степень ориентации цепей. Степень кристалличности велика, поэтому цепи считаются сильно вытянутыми. Перечисленные структурные свойства обеспечивают уникальные механические свойства волокон. [c.40]

Исследования динамического двойного лучепреломления в потоке позволяют определить экспериментально величину характеристического двойного лучепреломления [л] и угол ориентации [ф/ ],что дает возможность вычислить основные геометрические параметры частицы (размеры, асимметрию формы) и оптическую анизотропию, характеризующую степень упорядоченности составляющих частицы (атомных групп, валентных углов и т. д.). [c.139]

Наибольшее значение при исследовании коллоидных растворов получило изучение двойного лучепреломления при течении (оно называется также двойным лучепреломлением в- потоке). Для этого раствор помещают между двумя коаксиальными цилиндрами, из которых один вращается, а другой остается неподвижным, и рассматривают поле между цилиндрами в плоско-поляризованном монохроматическом свете при скрещенных нико-лях или поляроидах. В неподвижном коллоидном растворе поле зрения кажется темным, но при течении возникает ориентация вытянутых частиц (например, УгОб или вируса табачной мозаики), раствор приобретает Двойное лучепреломление и поле становится светлым. При этом в поле зрения наблюдается характерная для одноосного кристалла крестообразная фигура — крест изоклин (рис. 23), поворот которой зависит от скорости течения и может быть измерен при помощи компенсатора. Положение креста изоклин позволяет непосредственно определить угол 1, характеризующий степень ориентации частиц. Зная значение угла 1 при известной скорости течения жидкости, можно вычислить коэффициент вращательной диффузии 0 (см. стр. 33), который для вытянутых эллипсоидных частиц с известным соотношением [c.65]

О строении ориентированных полимеров на м о-л е к у л я р н о Л1 уровне (т. е. о конформации и ориентации макромолекул) дают сведения следующие прямые методы поляризационная ИК-спектроскопия, двойное лучепреломление, ЯМР, рентгеновская и электронная дифракция в больших углах. Наиболее информативным является первый метод, к-рый по дихроизму различных полос поглощения в ИК-спектре позволяет определять степень ориентации участков макромолекул отдельно в аморфных и кристаллич. областях полимера, ориентацию различных боковых групп, распределение и ориентацию участков макромолекул с различными последовательностями звеньев (цис-, гош,- и тракс-формы). Подобной детальной информации с помощью др. методов получить не удается, однако применение каждого из них в каких-то случаях оказывается весьма полезным. Напр., метод двойного лучепреломления отличается простотой и доступностью, метод рентгеновской дифракции очень чувствителен к ориентации кристаллитов. [c.260]

A. Н. Неверов. Как известно, повышение степени ориентации в результате растяжения сопровождается увеличением двойного лучепреломления, наряду с этим происходит совершенствование структуры надмолекулярных образований (фибрилл). Облучение ориентированных полимеров приводит к разрушению наблюдаемых нами надмолекулярных структур (фибрилл), однако падение величины двойного лучепреломления невелико (10—20%). [c.362]

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]

С). Иная картина наблюдалась для образца, закристаллизованного при перемешивании. Г и нагревании такого исходного офазщ со скоростью 10 град/мин двойное лучепреломление исчезало при 153,5°С. После первого часа травления температура конца плавления снижалась на 10°С, а при увеличении времени травления уменьшалась дальше и, наконец, становилась постоянной и равной 132,6°С при травлении в течение 60 - 100 ч (см. также рис. 9.45). Было показано, что в отличие от кристаллов из вытянутых цепей, у которых двойное лучепреломление и степень кристалличности, определяемая по теплоте плавления, параллельно уменьшаются при нагревании, образец, полученный кристаллизацией при перемешивании, обладает при 135°С, согласно величине двойного лучепреломления, большей ориентацией, чем вызванная оставшимися нерасплавленными кристаллами, количество которых определяли по теплоте плавления. Исходя из этого, был сделан вьиод, что высокоплавкие области в образце, полученном кристаллизацией при перемешивании, состоят из небольших метастабильных кристаллов, более высокая температура плавления (необратимого) которых обусловлена тем, что они соединены относительно вытянутыми и ориентированныУ1И проходными молекулами, вносящи- [c.280]

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]

О степени ориентации макромолекул в аморфной фазе полиэфирного волокна существовали различные мнения, Куинн и Стилл [88] считали аморфные области достаточно упорядоченными, но ориентированными перпендикулярно к кристаллическим. На основе исследований способом ядерного магнитного резонанса [4] был сделан вывод, что аморфные области дезориентированы однако допускалась ориентация макромолекул аморфной фазы в слое, примыкающем к кристаллитам. Было показано [89], что между общим двойным лучепреломлением волокна и вкладом двойного лучепреломления аморфных областей существует линейная зависимость. Вклад двойного лучепреломления кристаллических областей всегда больше вклада этого показателя аморфных областей, т. е. макромолекулы аморфной фазы хотя и ориентированы, но их ориентация, по мнению автора, значительно меньше, чем ориентация макромолекул, входящих в состав кристаллитов. [c.132]

Как показали Шишкин и Милагин , степень вытяжки полимера не может правильно характеризовать степень ориентации молекул твердого полимера даже, если необратимое течение при вытяжке отсутствует. Р1з их опытов с полиметилметакрилатом следует, что чем выше температура, тем меньше молекулярная ориентация при одной и той же величине вытяжки. В других работах эти же авторы установили, что прочность волокон однозначно связана с величиной двойного лучепреломления независимо от технологии вытяжки. Сама по себе степень вытяжки, даже если при вытяжке происходила только высокоэластическая деформация, не является однозначной характеристикой прочности. [c.139]

Известно, что некоторые жидкости обладают способностью к образованию ориентированных структур типа жидких кристаллов . В этом отношении особенно примечательно такое соединение, как п-азоанизол. Жидкий /г-азоанизол характеризуется двойным лучепреломлением или, другими словами, определенно является анизотропным. Интересно, что направление анизотропии жидкости в очень большой степени зависит от природы стенок содержащего ее сосуда. Пленка жидкости л-азоани-зола, размазанная по стеклянной пластинке и затем прогретая выше температуры перехода изотропной жадкости в анизотропную, при охлаждении приобретает некоторую преимущественную ориентацию. При температуре, превышающей на несколько градусов точку плавления, толстые пленки длинноцепочечных жирных кислот глубиной в несколько сотен молекул также проявляют свойства анизотропной жидкости. Большой интерес представляют данные Шерешевского и соавторов (см. разд. П-1В) по упругости паров жидкостей в капиллярах. Судя по этим данным, можно предполагать, что на расстояниях порядка микрона стенки капилляра способны индуцировать в структуре жидкости какие-то изменения. К сожалению, история аномальной воды (разд. У1-4В) показывает, что необычно низкая упругость паров в капиллярах может быть обусловлена и загрязнениями. [c.251]

Единственной фигурой погасания, наблюдаемой у многих полимерных сферолитов через скрещенные николи, является простой крест, какие видны на рис. 17, и интерпретация такого поведения довольно очевидна. Если не считать приблизительной параллельности, соседние фибриллы ориентированы в таком сферолите беспорядочно относительно радиального направления. Оставляя в стороне кристаллографические ориентации фибрилл и их оптические свойства (одноосность или двуосность), такие же свойства сферолита можно рассматривать, учитывая только два средних коэффициента преломления Пг и щ, которые характеризуют преломление света, поляризованного таким образом, что электрический вектор лежит параллельно соответственно радиальному и тангенциальному направлениям. Величину Аге = = Пг — щ называют степенью двойного лучепреломления сферолита. Нулевая амплитуда погасания наблюдается в направлении радиусов, которые параллельны направлениям поляризатора и анализатора микроскопа, а знак (положительный или отрицательный) и величина Ап дают полезную информацию об ориентации молекул и относительной поляризуемости полимерных кристаллитов в направлении различных кристаллографических осей [49, 54]. [c.451]

Изучение вязкости, светорассеяния и двойного лучепреломления фракционированных образцов полимера, проведенное Петерлином [273], подтверждает данные спектроскопических исследований о наличии некоторой разветвленности в поливинилхлориде. Биром и Кремером [274] показано, что разветвленность полимера в значительной степени зависит от условий проведения полимеризации. Оказалось, что при одинаковом значении молекулярного веса фракции более разветвленного полимера имеют большую вязкость, чем фракции менее разветвленных образцов. Это объясняется неоднородностью структуры и молекулярных весов разветвленных образцов, а также взаимодействием макромолекул друг с другом. О большом влиянии макромолекул поливинилхлорида на их взаимную ориентацию и связанную с этим вязкость растворов указано в работе Арлмана, Бога и Кау-мау [275]. [c.279]

Анизотропны также такие свойства, как диэлектрич. проницаемость, электрич. проводимость ориентированных полимеров. Как уже отмечалось, анизотропия физич. свойств в ориентированных полимерах связана с особенностями их строения, т. е. со степенью распрям-лонности цепных макромолекул и с их взаимным расположением. Поэтому для изучения общей А. с. необходимо использовать методы, дающие информацию о молекулярной и надмолекулярной ориентации и структуре двойное лучепреломление, поляризационную инфракрасную спектроскопию, рентгеноструктуриый анализ, ядерный магнитный резонанс и др. Все эти методы хорошо чувствуют общую анизотропию ориентированного полимера, но информативность их различна. [c.70]

Фотоупругость (Ф.). В отличие от низкомолекулярных соединений, аморфные полимеры проявляют Ф.— вынужденное механич. полем двойное лучепреломление. Ф. зависит от напряжения, молекулярной ориентации и анизотропии статистич. сегмента полимера, от степени сшивки. На определении Ф. основан метод исследования пространственных сеток в гетерогенных полимерных материалах, а также эластооптич. метод моделирования (изучение распределения напряжений на деталях из прозрачных пластмасс, имитирующих крупные детали и строительные конструкции), применяемой в технике и строительстве. См. Фотоупругость. [c.250]

Значения Ор и 8р не определяются однозначно сте пенью вытяжки более точной характеристикой. прочт ностных свойств ориентированных полимеров являеэюя средняя степень. молекулярной ориентации, определяемая по двойному лучепреломлению. Кроме этой величины, на Стр и. Ер влияет частота сетки, образованной физич. узлами (зацеплениями, элементами надмолекулярной структуры и др.) образцы, вытянутые при более высокой темп-ре, обладают более редкой сеткой и характеризуются более высокой П. по сравнению с образцами низкотемпературной вытяжки. [c.117]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология