Способ определения степени ориентации макромолекулярной структуры вытянутых полимерных пленок Советский патент 1980 года по МПК G01N33/34 

Изобретение относится к области структурных измерений. Известны способы определения степени ориентации макромолекулярной структуры, основанные на пропускании через исследуемый образец полимера оптических, рентгеновских лучей, акустических волн и последующем анализе их изменений l . Наиболее близким по техническому решению является способ измерения 2 в котором для вычисления функции ори ентации используется измерение анизо тропии теплопроводности ориентирОЕан ных полимеров методом нагретой иглы. Тонкая металлическая игла, нагретая до определенной температуры, соприкасается с обратной поверхностью полимера, покрытого тонким слоем тер моиндикаторной краски. Под действием точечного источника тепла происходит оплавление, термоиндикаторного покрытия в виде эллипса. По формуле г„ определяется степень анизотропии теплопроводности в двух взаимно перпендикулярных направлениях которая зависит от степени удлинения полимера. Последнее является основным параметром для расчета функции ориентации макромолекулярных цепей полимера по формуле ч)(де/е)Ф/ ьчдЕ/с)Ф, гдел2/2 - степень удлинения,Фпараметр, отражающий влияние структурных особенностей полимера на его способность ориентироваться. Степень удлинения определяется из измерений теплопроводности, аФ из других измерений. Приведенная формула выделяет функцию степени ориентации из косвенных измерений дР/6 и Ф , а погрешность в этом случае даже затруднительно точно установить. Приблизительная оценка погрешности составляет 15%. Основными недостатками прототипа являются большая погрешность и сложность методики расчета. Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени степени ориентации макромолекулярной структуры нытянутыу полимеров. Известно, что перенос тепла теплопрОЕОДНостью в полимерных ориентированных материалах осуществляется преимущественно по главным валентным связям. Температурное поле водноори нтированной полимерной пленке от то . / / f. /-чечного источника тепла зависит от теплопроводности в радиальном направлении, при этом изотермические поверхности имеют форму зллипса с осями, совпадающими с главными осями тензора теплопроводности, причем в направлении вытяжки теплопроводность увеличивается с ориентацией, а в перпендикулярном направлении уменьшается. Рассмотрим ориентацию количественно выраженную в процентах Неориентированная система состоит из хаотически расположенных цепей макромолекул, а ориентацию примем за нуль, тогда 100% ориентация будет соответствовать расположению всех цепей параллельно друг другу. Отсюда если рассмотреть изотерму оплавления термоиндикаторного покрытия (см. чер теж) , степень ориентации ц , где об изменяется от О до 45 .в эк сперименте определяют tdct. Для изотропной пленки ot 45 , в этом случае (( О, а для полностью ориентировгьнной пленки ot ж О, a(f l или 100%. Пример осуществления способа. На поверхность ориентированной пленки наносится тонкий слой термоиндикатора плавления, затем нормаль но к поверхности пленки подводится точечный источник тепла.. Температура плавления 5:ермЬиндикаторногО| пок рытия должна быть на 10 меньше тем пературы точечного нагревателя. Теп ло от нагревателя распространяется пленке радиально, прид1ем термоиндикаторное покрытие, оплавляясь, фиксирует изотермическую поверхность. В случае неориентированной пленки эта поверхность представляет собой окружность, а для ориентире-/-W--,. ванной эллипс. Чем больше ориентация макромолекулярной структуры, тем более вытянутым получается эллипс. Измеряется отношение полуосей эллипса, которое равное tg об, T.e.lgoi , а степень ориентации Cf (1 - ). Погрешность измерения, исходя из расчетной формулы, определяе.тсл точностью измерения полуосей эллипса. Применяя наиболее удобный оптический метод, можно оценить максимальную погрешность в 1%. Формула изобретения Способ определения степени ориентации макромолекулярной структуры вытянутых полимерных пленок путем пропускания тепла через них, о т л ичающийся тем, что, с целью повьаяения точности и сокращения испытания, на поверхности пленки определяют эллиптическую изотерму, полученную рт точечного источника тепла, затем по измеренному отношению полуосей эллипса из формулы „.(,-2.), .где а и Ь - величины полуосей эллипса , вычисляют степень ориентации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Новейшие методы исследования полимеров,Мир 1966, с. 137,145, 148. a.Muteer F.H. UniORiae Stretchmg and Amsotrcp.-JoMrno oJ Science; Posrt C.,N20, 1967,p-p. 61-76.