Юный техник 1972-11, страница 53

к?

Го

ка наблюдается во время их размягчения.

Эта интересная особенность радиотермолюминесценцин привлекла внимание ученых многих стран, что н привело в конечном итоге к созданию нового, эффективного метода анализа структуры твердого органического вещества — метода раднотермолюмн-несценции (PTJ1).

Чтобы лучше представить возможности метода РТЛ, его преимущества перед другими методами исследования, рассмотрим вкратце некоторые особенности строения твердого органического вещества. Все свойства твердого вещества — механические, электрические, оптические и другие — в значительной степени определяются взаимным расположением молекул. У одних веществ, например у аморфных стекол, у некоторых каучуков, молекулы расположены хаотически, у кристаллов, наоборот, они подчинены строгому, почти идеальному порядку. Очень сложной структурой отличаются некоторые полимеры. Хорошо известный всом полиэтилен имеет так называемую ламеляр-ную структуру. Молекула полиэтилена представляет собой длинную цепочку из десятков тысяч атомов. При охлаждении расплавленного полиэтилена молекулы изгибаются определенным образом и образуют своеобразные пластинки — ламели, толщина которых не превышает нескольких миллионных, долей миллиметра. Вот схематический разрез одной ламели полиэтилена. Мы видим

центральную, хорошо упорядоченную часть ламелн и ее поверхность, на которой молекула причудливо изогнута. Иногда порядок внутри ламели нарушается, тогда мы говорим об образовании дефекта структуры. Из ламелей, как из отдельных кирпичей, в полиэтилене строятся более сложные структурные единицы. Соседние ламели соединяются в длинные ленты и расходятся по радиусу от одного центра — так образуются крупные кольцевые и радиальные сферолнты.

Что же происходит при медленном разогреве полиэтилена? Постепенно молекула, ее отдельные сегменты — большие и малые участки молекулы — начинают двигаться, вращаться, колебаться и т. д. Начало движения сегмента сопровождается обычно изменением различных физических свойств вещества — его плотности, теплоемкости, модуля упругости и т. д., — происходит релаксацион нын структурный переход. В каж дом веществе наблюдается не сколько таких переходов. Пр| низких температурах обычно на чинают двигаться малые сегмен ты, при более высоких — большие.

Конечно, движение каждого сегмента зависит от взаимного расположения молекул. Например, у полиэтилена сегменты, расположенные внутри ламели, начнут двигаться гораздо позже, при более высоких температурах, по сравнению с такими же сегментами, расположенными на поверхности ламели. В целом число релаксационных переходов будет определяться всей структурой по лимера — размером ламелей, их взаимным расположением, наличием различных дефектов и т. д. Получается очень сложная картина. Но структуру полимера нужно знать.

Как же помогает метод РТЛ разобраться во всех особенностях структуры? При облучении вещества электронами илн гамма-луча

52