Способ измерения температур и энергий активации молекулярных переходов в полимерах

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оо 928207(22) Заявлено 210580 (21) 2930802/18-25 31) М. Кл.з С 01 Ы 2 З/00 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 150582. Бюллетень Мо 18 Дата опубликования описания 15.05.82 И.В.Кулешов, Г.М.Бартенев, М.М,Калнинь и Я.Я.Авотиньш(72) Авторыизобретения Московский ордена Трудового Красного Знамени Итститутуправленияим. Серго Орджоникидзе и Рижский политехническийинститут(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР И ЭНЕРГИЙ АКТИВАЦИИ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПЕРЕХОДОВ1 В ПОЛИМЕ РАХ 2 Изооретение относится к экспериментальной технике и может быть использовано при Исследовании строе" ния сверхтонких (100 А и менее) слоев полимера, находящихся на различных подложках ( в том числе металлах), позволяя изучать явление адгезии, характер разрушения адгезионных соединений, влияние силового поля подложки на структуру полимеров.Известен способ измерения температур и энергий активации молекулярных переходов в полимерах, включающий измерение амплитуды колебаний свободного конца полимерного образца, выполненного в виде стержня, ,при изменении частоты вынуждающей ,силы, приложенной к другому закрепленному концу полимерного стержня. Резонайсная частота и ширина резонансной кривой позволяет. определить тангенс угла механичеоких потерь (1 д о ). Измеряя 1 д 8 при различных температурах, получают зависимость 1 д 8 от температуры, по которой бпределяют температуры и энергии активации молекулярных переходов 1 .Известен также способ измерения, температур и энергий активаций молекулярных перЕходов, основанный наимпульсном методе измерения коэффициента поглощения ультразвука,сущностькоторого состоит в сравнении амплитудимпульсов, прошедших в полимерномобразце различный акустический путь,и определении коэффициента поглощения в зависимости от температуры.По полученному спектру определяете.температура и энергия активации молекулярного перехода (2 .Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ измерения температури энергий активаций молекулярныхпереходов полимеров, включающий охлаждение образца до -196 С, облучение ионизирующим излучением приэтой температуре, плавное нагревание с одновременной регистрациейспектра радиотермолюминесценции(РТЛ) (3Недостаток известного способа заключается в том, что предельнаятолщина образцов, у которых возмож на регистрация выхода РТЛ, составляет 100 000 А. Поэтому этот способнепригоден для исследования полимеров толщиной порядка 100 А.Цель изобретения - уменьшение 30 толщины изучаемого объекта и,темФормула изобретения самым расширение круга изучаемых объектов.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения температур и энергий активации молекулярных переходов полимеров, включающему охлаждение образца до -196 фС, облучение ионизируюшим излучением при этой температуре, плав ное нагревание с одновременной регистрацией спектра радиотермолюминесценции, перед охлаждением их вакуумируют до давления не выше,-Ч10 мм рт.ст., облучают в вакууме,а последующий нагрев осуществляют со скоростью 1,5 - 18 С/мин.Сущность способа состоит в следующем.Приготавливают образцы в виде различной эффективной толщины слоев полиэтилена на подложке путем механического разрушения адгезионных соединений, полученных в одном и том же режиме контактирования.Различная толщина слоя достигается расслаиваниемэтих адгезионных соединений при различной температуре, что обеспечивает локализацию фронта разрушения на различном расстоянии от поверхности раздела из-за изменения характера распределения напряжений в адгезионном. соединении.Образцы металлической фольги со слоем полимера в виде дисков вакуумируют при давлении не выше 10 мм ртст., охлаждают до температуры жидкого азота и облучают под ваку.6 О умом ) -квантами источника Со (доза 1 ,Мрад) . Затем образцы помешают в, термолюминограф и, нагревая со скоростью в поепелау 1,5 18 С/мин, регистрируют спектр радиотермолюминесценции (РТЛ), отмечая температурное положение релаксационных максимумов (Т, ) .На фиг.1 показаны спектры радиотермолюминесценции сверхтонкого слоя полиэтилена (толщиной л 400 А) на сали, полученные при скорости нагревания 10 град/мин, подвергнутого перед облучением вакуумированию при давлении: 10мм рт. ст., (кривая 1); 10 мм рт. ст. (кривая 2);10 мм ртст. (кривая 3)1 нафиг.2 - спектры радиотермолюминесценции сверхтонкого,слоя полиэтилена (толщиной л 400 А) на стали, полученные при скоростях нагрева: 20 град/мин (кривая 4); 18 град/мин (кривая 5); 10 град/мин (кривая 6);1,5 град/мин (кривая 7); 1 град/мин (кривая 8), вакуумирование перед облучением производится во всех случаях при Р = 10 мм рт. ст. Энергию активации релаксационного перехода (Ер) находят по форме максимума РТЛ из соотношения г ВТ паю Р /- Т, где В в . газовая постоянная 1Т - температура высокотемперарутной стороны максимума, 10 где интенсивность люминесценции падает вдвое.Технико-экономический эффект способа заключается в расширениипределов измерения релаксационныххарактеристик образцов с толщинойна З,порядка величины меньше (до100 А), чем по известному способу,Это позволяет изучать релаксационные свойства адгеэионных соединений в непосредственной близости кметаллической подложке, а также более тонко дифференцировать измерение свойств в адгезионном слое.Изобретение позволяет получитьколичественную информацию релакса ционных и структурных характеристиксверхтонких слоев полимеров на металлической подложке, что, в своюочередь, позволяет целенаправленновлиять на процесс получения адге эионных соединений в металлопластах. 35 , Способ измерения температур иэнергий активации молекулярных перефходов в полимерах, включающий охлаждение образца до -196 С, облучение ионизирующим излучением при40 этой температуре, плавное нагревание с одновременной регистрациейспектра радиотермолюминесценции,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что,с целью расширения круга изучаемыхобъектов, перед охлаждением их вакуумируют до давления не выше10 " мм ртст., облучают в вакууме, а последующий нагрев осуществляют со скоростью 1,5 - 18 ОС/мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 282724, кл. 6 01 1 23/00, 1970.2, Перепечко И.И. Акустические-методы исследования полимеров. М55 Химия, 1973, с. 70.3. Бубен Н.Я. и др. Исследованиесовмещенных систем на основе элас.,томеров методом радиотермолюминесЧенции. - Высокомолекулярные сое 60 динения, 1967, т. (А) 1 Х, Р 10,с. 2275.-Ю аы ВНИИПИ Заказ 3226/54 Ти Филиал ППП "Патент", г. У:хг одписноероектная, 4