сов |11: 4975J.

28.10. ПРИМЕНЕНИЕ МАЛОУГЛОВОГО РАССЕЯНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ПОЛИМЕРОВ

Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей — это метод, использующийся при определении размеров таких морфологических образований, как ламели, сферолиты, отдельные фазы и поры; при изучении макромолекул в растворах (анализ размера и формы частиц); исследовании разбавленных или густых систем коллоидных частиц, набухших полимеров, деформации и отжига полимеров, разветвленных полимеров.

Обзорная литература: 16, 748, 773, 846, 1047, 1254, 1260, 1360.

Периодическая литература: 2112, 2153, 2159—2161, 2394, 2458, 2538, 2595, 2675, 2839, 2844, 2910, 3021, 3022, 3090, 3107, 3117, 3170, 3218, 3240, 3243, 3434, 3551, 3592, 3598, 3623, 3686, 3900, 3928, 3931, 3936, 3961—3963, 3981, 3983, 3984, 4031, 4143, 4176, 4192, 4327, 4368, 4409, 4433^436, 4469, 4541, 4553, 4554, 4559, 4576, 4577, 4583, 4643, 4653, 4725, 4732, 4903, 4957, 5040, 5097, 5144, 5157, 5197, 5245, 5305, 5325, 5488, 5536, 5590, 5649, 5871—5783, 5814, 5845, 5856, 5863, 5864, 6023, 6024, 6033, 6039, 6080, 6164, 6165, 6171, 6269, 6515, 6516, 6518. 6528, 6601, 6609, 6267, 6718, 6955, 6965, 7051, 7052, 7258, 7261, 7274, 7345.

5»

132

Глава 28

Рентгене/структурный анализ

133

28.11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ КРИСТАЛЛИЧНОСТИ ПОЛИМЕРОВ МЕТОДОМ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА

Степень кристалличности можно определить, если на дифракционной картине можно разделить рассеяние от кристаллических и аморфных областей.

(28.7)

S2I(S)DS,

Степень кристалличности (/с) равна отношению суммарного рассеяния кристаллитов к общему рассеянию от аморфных и кристаллических областей:

СО , W

И /О

где s — величина вектора обратной решетки, равная s = (2 sin 8)/Я,,

(28.8)

9 — половина угла отклонения дифрагированных лучей от направления падающих рентгеновских лучей (см. рис. 28.2), X — длина волны - рентгеновских лучей, /(.s)— интенсивность когерентного рентгеновского рассеяния от образца (как от аморфных, так и от кристаллических областей), /c(s) — интенсивность когерентного рентгеновского рассеяния от кристаллической области.

Вычисленная на основании уравнения (28.7) степень кристалличности обычно несколько занижена по сравнению с истинным содержанием кристаллической фракции. Это связано с тем, что частично интенсивность рентгеновских лучей, рассеянных кристаллическими областями, не входит в кристаллические пики, а входит в диффузное рассеяние вследствие тепловых колебаний атомов и дефектов решетки.

Провести различие между кристаллическим и аморфным рассеянием в когерентном рассеянии очень трудно, и это бывает причиной ошибок, которые сильно искажают данные о степени кристалличности. Существуют два основных метода, которые позволяют отличить кристаллическое рассеяние от аморфного:1. Для образцов, которые нельзя получить в чисто аморфной или. кристаллической форме. В этом случае проводят линию (рис. 28.22), соединяющую минимумы между кристаллическими пиками. Интенсивность рассеяния выше этой линии (/с) обусловлена кристаллической фазой, тогда как интенсивность рассеяния ниже этой линии (1А) связана с аморфной фазой. Степень кристалличности (хс) рассчитывают по уравнению (28.7).

2. Для образцов полимеров чисто аморфной или чисто кристаллической структуры. В этом случае исследуют по отдельности кри134

Глава 28

вые (рис 28.23) для аморфного эталонного образца, кристаллического эталонного образца и образца с неизвестной кристалличностью. Степень кристалличности находят по формуле

U-ий-К

(28.9)

(U-U)t

Глава 29

АНАЛИЗ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННОЙ ДИФРАКЦИИ

Рис. 28.24. Кривая разностей интенсивности рассеяния, построенная на основании рис. 28.23.

где / — интенсивность рассеяния от исследуемого образца, 1а — интенсивность рассеяния от аморфного эталонного образца, ic —

о

Положительные

величины

Отрицательные

величины

интенсивность рассеяния от кристаллического эталона, К— константа которую определяют по наклону кривой зависимости 1-U от 1с-h (рис. 28.24).

Обзорная литература: 16, 541, 614, 704 713, 927,1155.1427 Периодическая литература: 2024, 2037 2537, 2771 2855 2378. 3340 3729, 3825 4020 4033-4038, 4059, 4060, 4062, 4373, 4374 4743 4744, 4934, 5098, 5136, 5211 5857 5895, 5896, 6122-6125, 6325, 6517, 6988, 7141, 7272.

Обзорная литература: 41, 438, 439, 1043, 1327.

29 1. СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА

(29.1)

Электронное излучение имеет типично волновую природу. Длина волны (А) ускоренного электрическим напряжением (U) электронного пучка определяется из уравнения де Бройля:

X = h/^2meU = 12,25/-у/и,

где X — длина волны электронного пучка (в ангстремах), h — постоянная Планка, т — масса электрона, е — заряд электрона, U — напряжение (в вольтах). При напряжении V = 40 кВ длина волны составляет Х = 0,06 А, т. е. намного короче длины волны рентгеновских лучей (1,54 А для СиКа) (разд. 28.1).

По геометрии дифракция электронного излучения аналогична дифракции рентгеновских лучей, описанной