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熔化聚合物上的X射线光

发布时间:2019-08-16 22:00

  来自莫斯科物理科学与技术学院(MIPT)和罗蒙诺索夫莫斯科国立大学的物理学家将热分析和X射线散射相结合 - 这是研究晶体结构的两种技术 - 在一个实验装置中研究半结晶聚合物。每年生产超过1亿吨这样的聚合物以制造织物,包装材料,神经修复术等。深入了解这些材料的结构和行为对于合成和加工即使在极端条件下和特殊应用中也不会失效的聚合物是必要的。研究结果发表在ACS Macro Letters上,并刊登在期刊的封面上。

  通过观察材料在温度变化时的表现,可以确定其热容量和其他一些热性能。这一原则是热分析的基础,热分析是一套用于材料研究的主要技术。作者发现,当应用于半结晶聚合物时,热分析可能会产生错误的结果。为了找到并纠正表征材料的数据中的缺陷,物理学家改进了热量计的设计 - 热分析实验中的主要设备 - 以及沿途制作样品的X射线图像。

  半结晶聚合物(图1)的结构是特殊的,因为长聚合物链部分地以规则的折叠排列,称为结晶薄片,而在其他地方,在所谓的无定形区域中,它不可预测地蜿蜒。随着温度的变化,这种结构可以以复杂的方式运行。特别是,该材料可以表现出多个熔化事件而不仅仅是一个。然而,这不一定表示复杂的热力学行为,因为该效果也可以通过在分析过程中发展的聚合物结构来解释。这使人们对早期热分析实验的结果产生怀疑,因为它们并未排除聚合物结构演变的可能性。