Сторінка
4

Полімери

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-23призначени 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 світло в спектр. 9 - це кюветне відділення, де є спеціальне

устаткування для кріплення плівок та розчинів полімерів. 10- це фотоелектронний помножувач. 11- персональний компютер, що фіксує всі дані експеримента і дозволяє їх аналізувати.

Нагрів зразків вище температури фазового переходу проводився в стандартній пічці. Далі зразок, нагрітий до потрібної температури, охолоджувався до кімнатної температури і реєструвався його спектр поглинання при кімнатній температурі. Оптична текстура плівок ПДГС при нагріванні від кімнатної температури до 100 С досліджувалась за допомогою поляризаційного оптичного мікроскопа, який містив в собі контролюючий нагрів зразків.