高聚物取向度的表征

用途


　　高分子材料在成型加工过程中，受外力及外场的作用，高分子链或高分子微晶体会沿外力（外场）方向产生某种程度的取向排列，这种某种程度的取向排列用高聚物的“取向度”来描述。高聚物的“取向度'是高分子材料的重要结构参数，它和高分子材料的宏观物理性能密切相关。因此表征高聚物的取向度，可为我们研究高分子材料的宏观性能提供重要参数。

表征方法及原理

　（1）用广角X射线衍射法（WAXS）测取向度。

首先选定要测取向度的取向单元（例，可为高分子主链轴、高聚物结晶主轴），还要选定测取向度的参考方向（例，可选拉伸方向为参考方向）。用广角X射线衍射仪测量样品的衍射图，取赤道线上Debye环（常用最强环）的强度分布曲线的半高宽（单位为“度”），按下式计算聚合物样品中高分子链及微晶体的取向度：

式中，Π为聚合物样品中高分子链及微晶体沿样品被拉伸方向的取向度，H°为赤道线上Debye环强度分布曲线的半高宽度。Π值没有明确物理意义，只能做相对比较的参考数据。

　　（2）双折射法表征纤维的取向度。

采用偏光显微镜观测浸于油中的纤维，“浸油”是已知折光指数的油剂，变换不同折光指数的油剂浸泡纤维来观测，直至偏光显微镜目镜中不再出现纤维和浸油界面因折射率不同而出现的黑线带（称贝克线）为止，这时浸油的折光指数就是纤维在某一个方向的折光指数（例称为n││）。再旋转载物台90度，如上方法测定纤维在垂直前一方向的折光指数（例称为n┴）。则纤维在二个相互垂直方向折光指数的差值Δn，可定性表征该纤维的取向度。Δn＝│n││－n┴│。可以看出，双折射法确定的取向度△n值，仅是被测纤维中被观测段内的取向，用其来“代表”整个纤维中高分子链的取向。

所用仪器

广角x射线衍射仪（WAXS）
偏光显微镜、阿贝折光仪（测浸油的折光指数）

参考文献



1、“现代高分子物理学”（P.488），殷敬华，莫志深主编 科学出版社 2001年
2、“高分子物理实验”（P.28），何平笙，杨海洋，朱平平，瞿保均编 中国科技大学出版社 2002年