من المعروف أن معظم البلمرات لا توجد في صورة بلورية كاملة، أي أن جزءا من المادة يظل في حالة غير منتظمة وتبدو أنماط حيود الأشعة السينية من ثم وقد ظهرت بها هالة أمورفية عريضة جنبا إلى جنب مع انعكاسات حادة وذات شكل محدد وذلك في حالة البلمرات التي بها نسبة من التبلور.

وإذا قارنا أنماط حيود الأشعة السينية للبلمرات بتلك الخاصة ببلورات مواد ذات وزن جزيئي منخفض فإن عدد الانعكاسات من البلورات ذات درجة التبلور العالية يكون أقل بكثير من مثيلاتها في البلورات العادية. وقد بينت دراسة حيود الأشعة السينية للمواد ذات الوزن الجزيئي المرتفع (كالبلمرات) أن المناطق المتبلورة داخل البلمرات تكون صغيرة نسبيا، بل إن درجة الانتظام والترتيب بتلك المناطق ليست بالوضوح المألوف في البلورات العادية. وعلى الرغم من هذه الحقائق، فقد أدى تحليل حيود الأشعة السينية من البلمرات إلى معرفة بنية البلمرات وتحديد ما إذا كانت تنتمي إلى التركيب الأيزوتاكتي isotactic أو السنديوتاكتي Syndiotactic. كما أمكن معرفة اتجاهات الجزيئات العملاقة ودرجة ترتيبها ومدى تأثر ذلك بالمعاملات الحرارية والميكانيكية للمواد البوليمرية.

عندما يكون البوليمر على درجة عالية من التبلور فإنه يمكن من حيث المبدأ تعيين ثوابت الخلية الأولية وكذلك الإحداثيات الذرية كما هو الحال في دراسة التركيب البلوري للبلورات العادية، وتتمثل العقبة الرئيسية في استحالة إنماء بلورة أحادية من البوليمر بحيث تسمح أبعادها بالدراسة الدقيقة ولعل ألياف البلمرات وأغشيتها الرقيقة هي أكثر صور البوليمرات شيوعا من حيث ملاءمتها للتحليل بواسطة حيود الأشعة السينية. ونتناول فيما يلي مثالين من البلمرات الشائعة:

1- بولي إثيلين Poly ethylene PE

يتميز هذا البوليمر بدرجة عالية من التبلور وتعتمد نسبة ما به من طور أمور في على طريقة تحضيره وإن كانت لا تتجاوز عادة من 30 إلى 40 بالمائة. ونرى في الشكل (2-13) خلية أحادية من البولي إثيلين. والسلسلة المتعرجة مكونة من ذرات الكربون، حيث تقدر المسافة بين كل ذرتي كربون C--C بنحو Å 1.54، أما ثوابت الخلية فهي 7.40 =a، b = 4.93 ، c = 2.534  أنجستروم. كما يلاحظ أن الجزيئات العملاقة تنتظم في خطوط متوازية تمتد بطول المحور C للخلية الأحادية.

وثبت من دراسات حيود الأشعة السينية أن هناك اهتزازات حرارية محسوسة حول محور السلسلة وأن شدة هذه الاهتزازات تزداد بارتفاع درجات الحرارة مما يؤثر على قيمة الثابت «a» حتى يصل إلى Å 7.65 عند درجة حرارة º100 C.

شكل (13-2) خلية أحادية من مادة بولي إثيلين

2- المطاط وصمغ جاوة

لقد أصبح من المعروف أن التحليل الكامل للمطاط الطبيعي ولصمغ جاوة يؤدي إلى تكون مادة «أيزوبرين» Isoprene ويختلف هذان البوليمران عن بعضهما البعض بشكل حاد من حيث الخواص الفيزيائية نظراً لتباين بنية السلسلة في كل منهما؛ إذ تترتب متخلفات الأيزوبرين في المطاط الطبيعي على هيئة Cis (سيس)، بينما تترتب في صمغ جاوة على هيئة Trans (ترانس) وذلك بالنسبة للرابطة المزدوجة. وقد أوضحت بيانات حيود الأشعة السينية أن «ثابت الشبيكة» يصل إلى Å 4.8، وهي في الغالب المسافة بين مجموعتي ميثيل. وإذا اعتبرنا أن مراكز جميع ذرات الكربون في جزيء صمغ جاوة تقع في نفس المستوى (راجع الشكل (13-3)) وكانت شكل المسافة C -O  تساوي Å 1.54 والمسافة C -C  تساوي Å 1.33 أما الزوايا

فهي على الترتيب Å 109.5 و Å125، فإن المسافة بين مجموعتي الميثيل تكون Å 5.04.

شكل (3-13)

نموذج لسلسلة جزيئية من مادة المطاط.

مواضيع ذات صلة

الاصرة الايونية ionic bond

تأثير تصغير مقاييس الحبيبات على خواص المادة

الحبيبات

غياب المثالية عن الترتيب الذري

الشبكات البلورية

الإشعاع السينكروتروني Synchrotron Radiation

مراكز الالوان Color Centers

الأشعة وحيدة الموجة في تجارب الحيود من البلورات

شاشات عرض البلورات السائلة ذات المصفوفات الفعالة: «AMLCD «Active Matrix Liquid Crystal Display

استخدام البلورات السائلة في أجهزة العرض

السلوك الكهروبصري لأغشية (PDLC)

الخواص الكهروبصرية لأغشية البلورات السائلة المنتشرة داخل بوليمر «PDLC»