WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Полімери (науковий реферат) - Реферат

Полімери (науковий реферат) - Реферат

роботах Альберта Ейнштейна і польського фізика
Маріана Смолуховського. Ейнштейн і Смолуховський показали ,що броунівський рух є невідворотним наслідком хаотичного теплового руху молекул і його можна розуміти ,як хаотичний рух самих броунівських частинок.Броунівська частина рухається із -за ударів оточуючих молекул рідини або газу, тому броунівська траекторія є послідовністтю багатьох маленьких поворотів, дуже часто розташованих один до одного.
В цьому сенсі, шлях частинки аналогічнийконформації полімерного ланцюга.
Ясно, що роздивитись окремий злам траекторії броунівської частинки
від удару однієї молекули неможливо ні в який мікроскоп. Але теорія Ейнштейна-Смолуховського показала, що лінію, яка є послідовністтю
хаотичних зламів можно відрізнити від звичайної більш - менш гладкої кривої, навіть коли не бачиш самих зламів.
Точно так само конформація полімерного ланцюга в клубку принципово відрізняється від більш чи меньш витягнутої в якомусь напрямку.
Поясним різницю між витягнутою та зламно - заплутаною траекторією.
Для броунівської частинки різниця наступна:
- при русі вздовж прямої R = v(t1 - t 2); (4.1)
- при броунівському русі згідно
Ейнштейна - Смолуховського R = l1/2 [v(t1 - t 2)]1/2. (4.2)
Де R - відстань між точками, в яких рухома частинка находилась в моменти часу t1 і t 2 (t1 > t 2), v - середня швидкість руху в формулі (4.1);
В формулі (4.2) l - характерний параметр розмірності довжини
(l = mkT)/(3??r); R - середньквадратичне зміщення R2 = [(R2 - R1)2], де
R1 і R2 - радіуси - вектори, які характиризують положення частинки в моменти t1 і t 2, а [ ] означають середнє по багатьом броунівським траекторіям.
В застосуванні до полімерного ланцюга аналог формули Ейнштейна - Смолуховського (4.2) наступний: нехай L - довжина контура ланцюга.
Ясно ,що ця величина для полімера заданої хімічної природи прямо пропорційна числу ланок в ланцюгу. Довжина L - це аналог v(t1 - t 2) -
Довжини шляху, пройденого вздовж контуру траекторії. Із-за
зламно - заплутаної просторової конформації середньквадратична відстань R між кінцями ланцюга R2 = [(R2 - R1)2] сильно відрізняється
від L і не пропорційна L.Величина R отримується із формули (4.2)
заміною v(t1 - t 2) на L, тому
R = l1/2 L1/2 = (lL) 1/2. (4.3). (літ.1 ст.66)
Експериментальна частина
Я провів дослідження на спектрально-обчислювальному комплексі КСВУ-23 та оптичному мікроскопі на базі інституту фізики з полімерною плівкою ді-n-гексилсилану (мал. 2.) під керівництвом свого наукового керівника, професора, доктора фізико-математичних наук Остапенко Ніни Іванівни. Але спочатку про сам полімер.
Полі(ді-n-гексилсилан) (ПДГС) є одним з найбільш досліджених кремній-органічних полімерів. Основний полімерний ланцюг цього полімеру складається з атомів кремнію, а бічні групи містять органічні молекули С6Н13
Мал.1 Структурна формула кремінево -органічного полімера ПДГС
Для ПДГС характерний фазовий перехід типу порядок-безлад : при температурі нижче за температуру фазового переходу (Т~42 С) він переходить з розупорядкованої фази у впорядковану фазу. Впорядкована фаза пов'язана зі зміною в орієнтації бічних груп і з впорядкуванням полімерного ланцюга. Останнє характеризується конформаційними змінами в основному полімерному ланцюзі, коли серед багатьох можликих зв'язків між атомами кремнію залишається лише один. Впорядкування полімерного ланцюга викликає істотну зміну в спектрі поглинання плівки ПДГС, а саме, зсув смуги поглинання в довгохвильову сторону на ~ 50 нм (Мал.2, крива 1, де смуга в області 313 нм відноситься до розупорядкованої фази, а смуга з максимумом 365 нм -до впорядкованої фази). Такий істотний зсув спектру поглинання свідчить про значну чутливість полімеру до конформаційних змін його фрагментів і про впорядкованості його структури.
Висока рухливість носіїв заряду визначає використання кремній-органічних полімерів для транспорту носіїв заряду в органічних електролюмінесцентних пристроях. Орієнтація цих полімерів істотно збільшує їх фотопровідні властивості, що стимулює дослідження процесів орієнтації і організації в цих системах, які виникають при переході полімера в рідко-кристалічну фазу.
В даній роботі досліджуються зміни конформації і орієнтації плівок ПДГС, що виникають при переході з впорядкованої конформації в розупорядковану конформацію з утворенням рідко-кристалічної фази при нагріванні полімера вище за температуру фазового переходу. Слід зауважити, що методи оптичної спектроскопії, в порівнянні з традиційними структурними методами, дозволяють більш однозначно і набагато простіше аналізувати такі якісні характеристики як виникнення рідко-кристалічної фази в полімері і її еволюцію при зміні температури і параметрів системи.
Методи дослідження
Плівки ПДГС одержані за допомогою поливу розчину полімеру в толуолі на підкладки з кварцу, що розташовуються на центрофузі. При обертанні розчин рівномірно розтікається по піддкладці з утворенням плівки при висиханні рлозчинника. Автором цієї роботи під керівництвом наукового керівника були виміряні спектри поглинання плівок ПДГС на спектрально-обчислювальному комплексі КСВУ-23 та поверхня плівок за допомогою оптичного мікроскопа. Схема спектрального прилада КСВУ-23 дана на Мал. 3.
Спектральний обчислювальний універсальний комплекс КСВУ-23 призначени для дослідження спектрів поглинання і люмінесценції в діапазоні від 200 до 1200нм.
Оптична схема спектрального комплекса (Мал. 3) включає в себе схеми освітлювальної системи , монохроматора, кюветного відділення і блока фотоприймача.
Освітлювальна система складається з змінних джерел випромінювання і дзеркального конденсатора. В якості джерела випромінювання використовується дейтерієва лампа і лампа накалу, що дозволяє перекривати всю область.
Поворотне дзеркало 2, яке вводиться в світловий пучок і виводиться з нього, почергово направляється на сферичне дзеркало 4 світло від джерела 1 і 3. Сферичне дзеркало 4 і поворотне дзеркало 8 проектується зі збільшенням 1,8 зображення джерела світла на вхідну щілину 6 монохроматора. Для зрізання високих порядків дифракції використовують блок змінних фільтрів 5.
В комплекті кожного монохроматора маємо лінзову конденсорну систему для освітлення вхідної щілини різними джерелами випромінювання. Змінна щільова лінза 7 монохроматора служить для узгодження світлових розмірів оптичних елементів конденсора і монохроматора.
Монохроматор включає: вхідну і вихідну щідини, набір дзереал для фокусування світла на дифракційну решітку та дифракційну решітку, що Мал. 3 Оптична схема приладу КСВУ-23.
розкладає біле
Loading...

 
 

Цікаве