Polyester Films Modified by Chemical Compositions and Physical Treatment Studied by X-Ray Diffraction Methods

• Autorzy: Diduszko R. , Cieśla K.

Warianty tytułu

PL

Badania metodami dyfrakcji rentgenowskiej folii poliestrowych modyfikowanych na drodze zmiany składu chemicznego i działań fizycznych

• Konferencja: International Conference on X-ray Investigations of Polymer Structures (6 ; 2004 ; Bielsko-Biała, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

We prepared a series of polyester films containing a large amount of amorphous phase, but differing in molecular mass as well as in volume and WAXS crystallinities. We used commercial granulates of PET and PBT as well as PET copolymer with lactic acid (by K. Grzebieniak, Institute of Chemical Fibres, Lodz, Poland). The films were obtained by hot pressing under modified conditions, and submitted afterwards to thermal treatment followed by irradiation with heavy ions. The films were characterised using standard WAXS diffraction, density measurements & molecular mass analysis, and examined by means of the radial distribution function (RDF). On the basis of different solutions of G(r) and P(r) functions obtained for the particular films, it can be stated that the atomic ordering in the amorphous PBT phase was better developed as compared to that in the amorphous phases in PET and PET-lactic acid films. No small-distance ordering (apart from that connected to the benzene rings) can be deduced in the case of the totally amorphous PET film. Annealing the PET and PBT films led to a development of the atomic ordering in the amorphous phase, accompanied by an increase in the molecular mass of polymer and in crystallinity. No modifications of the coordination number connected to irradiation were noticed in the amorphous phase of PET and PBT films, despite the recorded decrease in crystallinity and the decrease in the mean molecular mass. However, the development of such ordering was discovered in the case of PET-lactic acid films. On the basis of the present data, it can be deduced that irradiation with heavy ions did not influence the benzene rings in polyesters.

PL

Przygotowano serię folii poliestrowych o znacznych, zróżnicowanych zawartościach fazy amorficznej (potwierdzonych wynikami krystaliczności objętościowej i krystaliczności WAXS) i różnych masach cząsteczkowych polimeru. Folie otrzymywano metodą prasowania ze stopu w modyfikowanych warunkach na bazie handlowych granulatów PET i PBT oraz granulatów kopolimeru PET z kwasem mlekowym, otrzymanych od dr. K. Grzebieniak z Instytutu Włókien Chemicznych w Łodzi. Folie poddawano następnie obróbce cieplnej i napromienianiu ciężkimi jonami. Produkty charakteryzowano przy zastosowaniu standardowej dyfrakcji WAXS; wyznaczano ich gęstość i średnią masę cząsteczkową oraz przeprowadzono analizę funkcji dystrybucji radialnej (RDF). Różnice pomiędzy rozwiązaniami funkcji G(r) i P(r) otrzymanymi dla poszczególnych folii wskazują, że uporządkowanie atomowe w fazie amorficznej PBT jest lepsze niż w fazach amorficznych PET i kopolimeru PET z kwasem mlekowym. W przypadku całkowicie amorficznej folii PET wykryto jedynie uporządkowanie atomów w pierścieniach benzenowych. Wygrzewanie folii PET i PBT prowadzi do porządkowania atomów w fazie amorficznej, przy jednoczesnym zwiększeniu masy cząsteczkowej polimeru i jego krystaliczności. Nie zauważono żadnych modyfikacji liczby koordynacyjnej w fazie amorficznej po napromienieniu tych folii, mimo że następowało wtedy obniżenie krystaliczności i zmniejszenie się średniej masy cząsteczkowej polimeru. Zaobserwowano jednak wzrost uporządkowania w fazie amorficznej po napromienieniu folii zawierającej kopolimer PET z kwasem mlekowym. Uzyskane wyniki wskazują, że ciężkie jony nie oddziaływują na pierścienie benzenowe w poliestrach.

Słowa kluczowe

EN

X-ray diffraction; radial distribution function; RDF analysis; polyester; annealing; heavy ion irradiation; amorphous phase

PL

dyfrakcja rentgenowska; radialna funkcja rozkładu; analiza RDF; poliester; wyżarzanie; napromieniowanie ciężkimi jonami; faza bezpostaciowa

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 13, no. 5 (53)
• Strony: 60--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Diduszko R.

• Institute of Nuclear Chemistry and Technology, Dorodna 16, 03-195 Warszawa, Poland

autor

Cieśla K.

• Industrial Institute of Electronics, Dtuga 44/50, 00-241 Warszawa, Poland

Bibliografia

• 1. R. L. Fleisher, P.B. Pnce, R.M. Walker, 'Nuclear tracks in solids; Principles and Applications. University of California press, Berkeley 1975.
• 2. R. Spohr, 'Ion tracks and microtechnology. Principles and application', Friedr. Vieveg & Sons Verlagsgesseldschaft mbH, Braunschweig' (1990).
• 3. P. Yu. Apel, A. Yu. Didyk, B.I. Fursov, L.I. Kravetz, V.G. Nesterov, L.I Samoilova, G.S. Zdanov,'Registration temperature effect in polymer: Physico-chemical aspects', Radiat. Meas. 2819 - 24 (1997).
• 4. K. Cieśla, Ch. Trautmann, E. F. Vansant, DSC examinations of heavy ion irradiated thin polymer foils, Nukleonika 40 No. 3 141 - 152 (1995).
• 5. K. Cieśla, W. Starosta, 'Heavy ions track structure in a PETP', Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B 105 115 - 119 (1995).
• 6. K. Cieśla, 'DSC and X-ray diffraction studies on the physico-chemical changes occurring in polyester flms exposed to heavy ion irradiation', Polimery, 44 No 2 120 - 126 (1999).
• 7. K. Cieśla, 'Application of WAXS diffraction in studies of crystallinity changes in heavy ion irradiated polyester films'. X-ray Investigations of Polymer Structure II, Proceedings of the International Society for Optical Engineering (SPIE) Vol. 4240., 27 - 32 (2000).
• 8. K. Cieśla, 'The influence of annealing and heavy ion irradiation on multiply melting and crystallization occurring in PBT films', J. Thermal. Anal. Cal. 56 1141 -1146 (1999).
• 9. K. Cieśla, 'Studies of heavy ion irradiation effects in polymer films using DSC and X-ray diffraction methods'. Scientific Report, grant KBN 3 T09A 094 13 (1999).
• 10. K. Grzebieniak, M. Ratajska, G..Strobin, 'Estimation of hydrolysis and biodegradable processes in ethylene terephtalate and lactic acid copoly-mers', Fibres & Textiles in Eastern Europe 33 61 - 65 (2001)
• 11. K. Cieśla, E. Gwardys, T. Żółtowski, 'Changes of relative crystallinity of potato starch under gamma irradiation', Starch/Starke 43 251-3 (1991).
• 12. E. Bornschlegl, R. Bonart, 'Small angle X-ray scattering studies of poly(ethylenetherphtalate) and poly(butyleneterephtalate)', Colloid & Polymer Sci. 258 319-31 (1980).
• 13. W.H. Cobbs Jr., R.L. Burton, 'Crystallisation of polyethylene terephtalate' J. Polym. Sci. 10 (3) 275 (1953).
• 14. R. Diduszko, 'Application of the non-conventional X-ray diffraction methods in the studies of carbon materials', Ph.D Dissertation, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences, Warszawa (1995).