|
В основе интерференционных микрометодов – метода оптического клина [1], [2] и поляризационной интерферомерии [3], как и в большинстве других оптических методов исследования
полимеров [4], [5], лежит общий принцип: изменение плотности или состава просвечивающей среды приводит к изменению показателя преломления или оптической плотности, которое, в
свою очередь, воздействует на распространение световых лучей. При помощи оптической аппаратуры эти воздействия преобразуются в соответствующее изменение освещенности экрана или
фотоматериала. Возможность количественного рассмотрения получаемых таким образом изображений основана на использовании методов геометрической оптики [6]. В зависимости от
применяемой аппаратуры на экране можно зарегистрировать либо интенсивность прошедшего света, что характерно для колориметрии, либо отклонение светового луча, как это имеет место в
методах Винера [7], Ламма [8], либо запаздывание по фазе, что характерно для интерференционных методов [9], [10], [11], [12].
Колориметрические методы имеют ограниченную область применения, так как в основном используются для изучения диффузии и фазового состава окрашенных контрастированных веществ
[13], [14], [15]. Реже этот метод используют для веществ, обладающих способностью поглощать свет в инфракрасной или ультрафиолетовой частях спектра [16], [17]. Рефрактометрические
методы используются в различных вариантах. Наибольшее распространение получил метод Ламма [18], [19]. Однако он имеет ряд недостатков: сравнительно невысокую чувствительность
(минимальная разность между показателями преломления двух контактирующих сред должна быть не менее 3·10‑3), громоздкую установку (ее длина достигает 4–6 м, а в
короткофокусном варианте 2–3 м), слишком большую длительность эксперимента, составляющую в области концентрированных растворов несколько сот часов.
Более чувствительны методы, основанные на интерференции света. В практике диффузионных измерений для жидкостей и растворов полимеров распространение получили диффузиометры на
основе интерферометров Жамена, Гуи, Релея, Фабри-Перо [20], поляризационного интерферометра Лебедева [21].
Из перечисленных методов для изучения взаимодиффузии в полимерных системах чаще всего применяют интерференционные методы: интерферометра Лебедева – Цветкова и оптического
клина. Первый используют для изучения поступательной диффузии макромолекул в предельно разбавленных растворах полимеров (менее 0,05%), второй – для исследования диффузии в
широкой области составов, практически от чистого полимера до чистого низкомолекулярного компонента. Детальное описание поляризационного интерферометра Лебедева, принципа его работы,
возможностей, метода обработки экспериментальных данных можно найти в [22].
В наших исследованиях наибольшее распространение нашли методы микроинтерферометрии – оптического клина и поляризационной интерферометрии. Многочисленные исследования
показали, что они являются наиболее эффективными и корректными при изучении in situ взаимодиффузии в средней области составов растворов и расплавов полимеров, смесей полимеров
с пластификаторами, олигомерами и полимерами в области высоких температур [23], [24], [25].
|
Литература
[1] Чалых А.Е. – В кн.: Физико-химические методы исследования полимеров. М., Знание, 1975, № 8, с. 30.
[2] Robinson R. – Proc. Roy. Soc., 1950, A, v. 204, № 1, p. 339, 549
[3] Чертков
[4] Эскин В.Е. Рассеяние света растворами полимеров. Л., Наука, 1973.
[5] Новейшие методы исследования полимеров/Под. ред. Ки. М., Мир, 1966, с 131.
[6] Шишловский А.А. Прикладная физическая оптика. Л., Физматгиз, 1961.
[7] Чмутов К.В., Слоним И.Р. – Успехи химии. 1950, т. 19, № 1, с. 142.
[8] Иоффе Б.В. Рефрактометрические методы в химии. М., Госхимиздат, 1960.
[9] Манин В.Н., Патрикеев Г.А. – Пласт. массы, 1968, №1, с. 64.
[10] Чалых А.Е. – В кн.: Физико-химические методы исследования полимеров. М., Знание, 1975, № 8, с. 30.
[11] Robinson R. – Proc. Roy. Soc., 1950, A, v. 204, № 1, p. 339, 549
[12] Шишловский А.А. Прикладная физическая оптика. Л., Физматгиз, 1961.
[13] Манин В.Н., Патрикеев Г.А. – Пласт. массы, 1968, №1, с. 64.
[14] Long F.A., Richman D. – J. Am. Chem. Soc., 1964, v. 86, № 1, p. 12.
[15] Mc Gregor R. – Trans. Faraday Soc., 1960, v. 64, № 4, p. 681.
[16] Crank J., Park G.S. Diffusion in Polymers. L. – N.Y., Acad. Press, 1968.
[17] Виккерстаф Т. Физическая химия крашения. М., Госхимиздат, 1956.
[18] Иоффе Б.В. Рефрактометрические методы в химии. М., Госхимиздат, 1960.
[19] Danne M., Frende F. – J. Chem. Phys., 1957, v. 54, № 5, p. 942.
[20] Иоффе Б.В. Рефрактометрические методы в химии. М., Госхимиздат, 1960.
[21] Цветков В.Н. – Ж. теор. и экспер. физ., 1951, т. 21, № 4, с. 701.
[22] Цветков В.Н., Эскин В.Е., Френкель С.Я. Структура макромолекул в растворах. М. – Л., Наука, 1964.
[23] Хасбиуллин Р.Р. Дисс. … канд. хим. наук, Москва, ИФХ РАН, 2003, 148 с.
[24] Бухтеев А.Е. Дисс. … канд. хим. наук, Москва, ИФХ РАН, 2003, 149 с.
[25] Шапагин А.В. Дисс. … канд. хим. наук, Москва, ИФХ РАН, 2004, 163 с.
|
