Введение к работе
з І.
Актуальность проблемы.
Анализ литературных данных по методам оценки структурных параметров и эксплуатационных характеристик полимерных волокон, применяемых в качестве световодов и органокомпозитов, показал, что необходим экспресс-метод одновременного измерения геометрических и оптических параметров. Этот метод должен стать основой для создания комплексного неразрушающего метода контроля оптико-геометрических параметров ориентированных полимерных материалов. Ряд химических волокон, получаемых различными технологическими методами и на основе различных полимеров, имеют высокую степень как продольной, так и поперечной анизотропии. Известны трудности, связанные с определением распределения показателя преломления в высокоориентированных анизотропных волокнах. Особый интерес представляет знание
свойств в поперечном сечении волокна, что важно как для оптических систем передачи информации, так и для конструкционных материалов. Предлагаемый в работе метод позволяет одновременно определять геометрические размеры, радиальное распределение показателей преломления и дзулучепреломления (ДЛП) указанных волокон.
Цель работы. Основная цель диссертации состояла в разработке интерференционного метода определения оптико-геометрических параметров полимерных волокон различного химического состава и различной физической структуры и измерении указанных параметров для волокон с различной степенью ориентации и кристалличности.
Научная новизна работы.
-
Впервые разработан комплексный метод получения и расчета диаграмм рассеяния лазерного излучения на волокне для малых и больших углов. Этот метод позволяет измерять не только показатели преломления и ДЛП в волокне, но и исследовать их распределение по радиусу.
-
Получены полуэмпирические зависимости для определения показателей преломления и ДЛП волокон с различными геометрическими размерами в случае двух предельных по структурным параметрам уровней молекулярной организации полимеров.
-
Установлены области углов на диаграммах рассеяния, отвечающих за изменение диаметра и формы радиального распределения показателей преломления для волокон различной химической природы и структурной организации.
-
Получены аномально высокие значения показателя преломления для высокомодульных волокон на основе ароматических и гетероциклических полимеров.
5. Обнаружено, что для волокон на основе ароматических и гетероциклических поли меров основное влияние на ДЛП оказывает ориентация молекулярных группировок, не степень кристалличности.
Практическая значимость работы.
-
Разработана оптическая схема установки получения диаграмм рассеяния от моново локна с фотоэлектрической регистрацией и обрабатывающим алгоритмом на ПЭВМ'.
-
Разработан безиммерсионный метод определения показателей преломления и ДЛГ для анизотропных высокоориентированных полимерных волокон.
-
Разработан экспресс-метод одновременного определения диаметра и радиальное распределения показателя преломления для двух перпендикулярных поляризаций.
-
Рассмотрены предельные случаи фактора ориентации для аморфных и аморфнокри сталлических полимерных волокон.
На защиту выносятся следующие положения:
- модель рассеяния лазерного излучения на цилиндрических объектах с образование!
интерференционной картины с позиций геометрической оптики;
модель рассеяния лазерного излучения на цилиндрических объектах с образование; интерференционной картины с использованием суперпозиции картин геометриче ской и физической оптики;
результаты измерений оптико-геометрических параметров полимерных волокон различной структурой и химическим составом различными методами;
- результаты измерений общей ориентации волокон различными методами.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывалис и обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского состав МГТА (1994-1997 г.), на V Региональных Каргинских чтениях.
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в журналах "Химические волокна", "Вестник Московского Университета", в Межвузовском сборнике научных трудов МГТА (1992г.), сборниках тезисов докладов научных конференций профессорско-преподавательского состава МГТА (1996,1997г.), в сборнике научных трудов ТГУ "Физико-химия полимеров" (1998г.), в статьях, депонированных в ЦНИИТЭИлегпром.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четыре
глав, выводов, списка цитируемой литературы, содержит 104 страницы текста и вклк
чает'32 рисунка и 12 таблиц. Список цитируемой литературы составляет 125 наймет
ваний. ,