ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристика ориентации кристаллитов из "Рентгенография полимеров" Преимущественная ориентация осей кристаллитов в полимерных изделиях возникает при многих операциях по обработке этих изделий и при их производстве, например при литье под давлением, экструзии, формовании волокон, иногда при прессовании и т. д. Характеристика ориентации кристаллитов в образце полимера состоит из нескольких этапов, на каждом из которых ориентация оценивается по какому-либо качеству. [c.41] Сначала следует установить сам факт наличия ориентации и ее тип. При использовании фотографического метода регистрации рассеянного излучения (съемка рентгенограмм на плоскую или цилиндрическую пленку) определить наличие ориентации кристаллитов весьма просто. Образец устанавливается в камере для съемки рентгенограмм таким образом, чтобы предполагаемая главная ось ориентации (например, ось вытяжки) была перпендикулярна падающему пучку. При отсутствии ориентации на рентгенограмме возникают сплошные дебаевские кольца, а при наличии ориентации эти кольца разрываются на дуги или, в случае очень высокой ориентации, на пятна. Для установления типа ориентации проще всего снять вторую рентгенограмму с того же образца, но положение образца при съемке изменить таким образом, чтобы предполагаемая ось ориентации совпала с направлением падающего пучка (образец в виде пленки можно скатать в плотную трубочку и направить пучок вдоль оси этой трубочки). При этом даже для ориентированного образца возможно получение двух результатов на второй рентгенограмме появятся или сплошные кольца или дуги. Если на первой рентгенограмме (пучок перпендикулярен оси ориентации) получаются дуги, а на второй (пучок параллелен оси ориентации) — сплошные кольца, то мы имеем дело с аксиальной или одноосной ориентацией кристаллитов. [c.41] В одном случае ось кристаллитов а располагается вдоль на- i правления движения полимера в экструдере, а другие оси рас- ( полагаются беспорядочно по отношению к оси а в другом — ось Ь располагается перпендикулярно к направлению движения полимера в экструдере, а остальные оси беспорядочно располагаются относительно оси Ь. В общем случае вдоль главного направления ориентации могут располагаться любые другие оси решетки— ПО], [П1] и т. д. [c.44] Выявление расположения основных кристаллографических осей относительно главной оси ориентации проводят и другими, более сложными приемами, например с помощью построения Эвальда, подробно изложенного в работе [3]. В общем случае полное описание ориентации достигается построением полюсных фигур [3, 5—7]. Изложим суть метода. [c.44] В простейших полюсных фигурах штриховкой отмечаются участки, где плотность полюсов более или менее велика на более точных проводятся изолинии, т. е, геометрические места точек на поверхности сферы, в которых плотность имеет данные значения, взятые через правильные промежутки. [c.45] Полюсная фигура центросимметрична, поскольку пары узлов hkl и hkl соответствуют одной и той же плоскости. Это позволяет во всех случаях ограничиваться одной полусферой полюсной фигуры. [c.45] Полюсные фигуры можно строить на основании серии рентгенограмм, полученных при определенных положениях образца по отношению к падающему пучку. Использование дифрактометров, однако, позволило добиться гораздо больших результатов по сравнению с фотографическими методами и дало возможность количественно измерять полюсные фигуры. [c.45] В действительности приходится иметь дело с протяженным и поглощающим образцом, -и в процессе его движения эффективный объем (т. е. такой, какой вызвал бы такую же дифрагированную интенсивность при отсутствии поглощения) значительно меняется следовательно, в показания счетчика должны быть внесены существенные поправки. [c.46] На практике используются два метода. [c.46] Метод на прохождение [3]. Образец имеет форму пластинки, достаточно тонкой, чтобы через нее могли пройти рентгеновские лучи (рис. 24). Пластинка устанавливается вертикально в центре дифрактометра на держателе, допускающем два движения — вращение пластинки в ее плоскости и вращение вокруг вертикальной оси О, совпадающей с осью вращения гониометра. В положении, выбранном в качестве начального, биссектриса 0N угла мел ду падающим и дифрагированным лучом лежит в плоскости пластинки. Нормаль к отражающим плоскостям оказывается, таким образом, тоже в плоскости пластинки, и если последняя поворачивается в собственной плоскости, то на полюсной сфере будет описан большой круг, параллельный плоскости пластинки (принимаемой за плоскость стереографического проектирования сферы). [c.46] Если пластинку повернуть на угол а вокруг вертикальной оси, то будет исследован малый круг по широте а. Из практических соображений этот угол не должен быть очень велик, и поэтому приблизиться вплотную к центру полюсной фигуры невозможно. [c.46] Следовательно, полюсная фигура не может быть определена полностью, так же как и в методе на прохождение, но два метода дополняют друг друга, поскольку в первом захватывается центр фигуры, а во втором — периферийные области. [c.47] Часто бывает необходимо использовать последовательно несколько образцов, по-различному вырезанных из изучаемого блока. [c.47] Операции по получению полюсных фигур можно автоматизировать соответствующая аппаратура описана, например, в работах [7, 9]. [c.48] Метод построения полюсных фигур, несмотря на его наглядность и достаточную полноту описания ориентации, не нашел пока широкого применения для полимерных кристаллических решеток, по-видимому, вследствие трудоемкости и недостаточной автоматизации операций по получению полюсных фигур. [c.48] Функция7а для каждой конкретной оси решетки может быть найдена графическим интегрированием, если известно распределение ориентации этой оси пр углам а и б. [c.48] Функция fe обращается в О при одноосной ориентации, так как все значения б равновероятны и (соз б)ср = V2. Если ориентация происходит вдоль оси, лежащей в плоскости пленки, то fe = 1, а если ось ориентации перпендикулярна плоскости пленки, то fs = —1. Функция типа fe, так же как и функция типа а, определяется для трех главных кристаллографических осей. [c.49] Распределение по ориентации находится теми же приемами, что и построение полюсных фигур, так что вычисление функций ориентации является весьма трудоемкой работой. Рентгеновский метод, однако, позволяет находить довольно быстро другие, относительные количественные характеристики ориентации. Прежде всего это относится к определению среднего значения угла отклонения исследуемого направления от оси ориентации (аср). [c.49] Если плоскость образца расположена по отношению к пучку так, что Ф = 0, то os (0 — Ф) = 1 и os а = os ij), В этом случае число кристаллитов, ориентированных под данным углом, прямо пропорционально интенсивности отражения при соответствующем азимутальном угле. [c.50] Вернуться к основной статье