Министерство образования и науки Республики Казахстан
Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева
Институт промышленной инженерии имени А.Ж. Буркитбаева
Кафедра “Машины и технология полиграфического производства”
М.А. Асаубеков химия органических и высокомолекулярных соединений
Методические указания по выполнению лабораторных работ
(для студентов специальности 5В072200 “Полиграфия”)
Алматы 2012
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева
Институт промышленной инженерии имени А.Ж. Буркитбаева
Кафедра “Машины и технология полиграфического производства”
СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой МиТПП Председатель научно-
_____________ Ибраева Ж.Е. методического совета Института
« 12 » октября 2011 г промышленной инженерии
имени А.Ж. Буркитбаева
_____________ Турдалиев А.Т.
« 20 » октября 2011 г
Асаубеков Макарим Абдыкадырович
Химия органических и высокомолекулярных
соединений
Методические указания к лабораторным занятиям
(для студентов специальности 5В072200)
Алматы 2012
УДК 541.64.53
Составитель Асаубеков М.А. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине “Химия органических и высокомолекулярных соединений”. – Алматы: КазНТУ имени К.И.Сатпаева, 2012. – C.1–29.
Методические указания составлены в соответствии с требованиями квалификационной характеристики бакалавриата (специальности 5В072200 “Полиграфия”) педагогико-психологических организаций и проведения лабораторных работ.
В методическом указании представлены современнейшие методы исследования микро- и наноструктуры высокомолекулярных органических веществ – полимеров: электронная микроскопия и растровая электронная микроскопия, оптическая микроскопия, физико-механические испытания полимеров, термический анализ, термомеханика и рентгенография.
Методические указания полезны студентам, магистрантам и докторантам PhD для проведения научно-исследовательских работ по материаловедению.
Ил. 13. Табл. 1. Список лит. – 19 назв.
Рецензент Елигбаева Г.Ж., д-р хим. наук, зав. каф. «Химическая технология нефти и газа» КазНТУ имени К. И. Сатпаева.
Печатается по Типовой учебной программе, утвержденной Министерством образования и науки Республики Казахстан на 2012 год.
© КазНТУ имени К.И.Сатпаева, 2012.
ВВедение
Лабораторные работы включают: электронную микроскопию, растровую электронную микроскопию, оптическую микроскопию, машины для разрывных и ударных испытаний, определение ударной вязкости, определение характеристической вязкости полимеров и констант К и а уравнения Марка-Куна-Хаувинга, рентгенографию полимеров, термический анализ полимеров и термомеханику полимеров,
Лабораторная работа № 1. Электронная микроскопия полигра-фических материалов. Растровый электронный микроскоп
Электронная микроскопия. Растровый электронный микроскоп
В основе получения увеличенного в миллион раз электронно-микроскопического изображения лежит теория дифракции.
Дифракция элементов
основана на волновой природе электронного
излучения. Согласно Де-Бролю, длина
волны электронного пучка, ускоренного
под влиянием наложенного электронного
потенциала 
,
составляет
(1)
где 
– константа
Планка; m
и
e
– масса и заряд электрона.
При разности потенциалов 40 кВ длина волны излучения электронного пучка – 0,06 А0, что значительно меньше значения 1,54 А0, которое соответствует длине волны CuKα – излучения, использованного в рентгенографии и 104 А0, соответствующего обычному свету, используемому в оптической микроскопии. Поэтому в электронном микроскопе с помощью электронов можно получить микроизображение образцов, увеличенное до 2,5 миллион раз (рекорд мира). Практически получают изображение образцов, увеличенных в 200 000 раз. Японские исследователи получили изображение молекулы тетрациклического низкомолекулярного органического соединения. Изображение отдельной макромолекулы (в виде глобул-свернутых на себя макромолекул) встречается часто.
Принципы работы электронографии и электронного микроскопа
Прибор УЭМВ-100В (Универсальный электронный микроскоп высокого разрешения) является одновременно и электронным микроскопом и электронографом. (рисунок 1).
Электроны испускаются катодом. Затем они ускоряются за счет электрического поля между катодом и анодом. С помощью магнитной линзы пучок электронов фокусирует на экран или на фотографическую пластину. На пути электронного пучка помешается образец и рассеянные электроны после образца фокусируются на экран или в виде микродифракции, тогда это электронограф, электронный микроскоп, если получил изображение объекта. Если на экране получили изображение поверхностного барельефа (поверхности) образца, то это растровый (сканирующий) электронный микроскоп РЭМ.
Получение микро- и нанофотографии образцов
Вылавливают из растворов суспензии кристаллов полимера, наносят на электронно-микроскопические сетки с пленкой (это предметный столик электронного микроскопа), оттеняя тяжелыми металлами образцы на сетке в специальной вакуумной установке ВУП-4 для получения контрастных снимков изображений, просматривают на электронном микроскопе. Этот метод называется методом суспензий.
Рисунок 1. Электронный микроскоп: