การศึกษาลักษณะและการวิเคราะห์พอลิเมอร์
Characterization and Analysis of Polymers
 
 
1. การวิเคราะห์ลักษณะผิวหน้าของพอลิเมอร์
 
             การวิเคราะห์ลักษณะผิวหน้าของวัสดุมีความสำคัญ และได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษาเกี่ยวกับตัวเร่งปฏิกิริยา สารกึ่งตัวนำ อุปกรณ์ไฟฟ้า การเคลือบผิว และพอลิเมอร์ พื้นฐานการวิเคราะห์อาศัยการแผ่รังสีจากแหล่งพลังงานสูง (อิเลคตรอน โฟตอน หรือ ไอออน) ที่ตกกระทบหรือผ่านผิวหน้าของตัวอย่าง และเป็นสาเหตุให้เกิดการสะท้อนกลับของพลังงาน ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการวิเคราะห์ได้
 
             1.1 Scanning Electron Microscopy (SEM)
 
             เทคนิคนี้ใช้ลำอิเลคตรอนสแกนไปบนผิวหน้าของสารตัวอย่าง ซึ่งทำให้เกิดการกระเจิงของอิเลค ตรอน (scattered electron) และเกิดสัญญาณเพื่อใช้ในการสร้างภาพที่สามารถเห็นความลึก SEM มีประโยชน์มากในการศึกษาเกี่ยวกับผิวหน้าของพอลิเมอร์ เนื่องจากมีกำลังขยายสูงและเป็นภาพสามมิติ การประยุกต์ใช้เทคนิคนี้มีหลากหลาย เช่น ใช้ศึกษาการกระจายของเม็ดสีที่แขวนลอยอยู่ในสี โครงสร้างของรูพรุนในพอลิเมอร์ประเภทโฟม การพองหรือการแตกออกของวัสดุที่ใช้เคลือบผิว การแยกเฟสในพอลิเมอร์ผสม และลักษณะการแตกของผิวหน้าระหว่างวัสดุและสารที่ใช้ยึดติด เป็นต้น
 
             1.2 Attenuated Total Reflectance Spectroscopy (ATR)
 
             เทคนิคนี้อาจเรียกว่า Internal Reflection Spectroscopy (IRS) ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในการวิเคราะห์พื้นผิวของพอลิเมอร์ เพราะสามารถดัดแปลงได้จากเครื่อง IR ด้วยราคาไม่แพงนัก โดยสารตัวอย่างที่เป็นพอลิเมอร์จะถูกนำไปติดกับผลึก ThBr หรือ AgCl ซึ่งเป็นวัสดุที่ยอมให้แสง IR ผ่านได้ และมีค่า refractive index มากกว่าพอลิเมอร์  โดยลำแสง IR จะถูกโฟกัสไปตกที่ผลึกหรือเพลตตัวอย่าง (sample plate) ดังรูปที่ 5.1 หลังจากที่ลำแสงผ่านไปยังผิวของพอลิเมอร์ ด้วยความลึกในระดับไมโครเมตรจะเกิดการสะท้อนที่ผิวหน้า และบางส่วนจะถูกดูดกลืน (absorb) ไว้ ลำแสงที่สะท้อนจะตรงไปยังสเปกโทรมิเตอร์ และถูกแปลงเป็นสัญญาณที่เป็นฟังก์ชันกับความยาวคลื่น    ดังนั้น   ATR   สเปกตรัมจึงคล้ายกับ แอบซอร์พชันสเปกตรัม (absorption spectrum)
 
 
 
รูปที่ 5.1 Attenuated Total Reflectance Spectroscopy (ATR) :
  เกิดการสะท้อนเพียงครั้งเดียว
 
 
             การดูดกลืนสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยใช้ internal reflector plate ดังรูปที่ 5.2 ซึ่งสามารถทำให้เกิดการสะท้อนหลาย ๆ ครั้งที่ผิวหน้าของตัวอย่าง หรือ เรียกว่า multiple internal reflection (MIR) จำนวนครั้งของลำแสงที่ตกกระทบ และความลึกของการผ่านเข้าไปในผิวของพอลิเมอร์เป็นฟังก์ชันกับ relative refractive index มุมตกกระทบ ลักษณะของผิวหน้าของตัวอย่าง และความยาวคลื่น ATR มีประโยชน์อย่างมากสำหรับการศึกษาพื้นผิวที่ถูกเคลือบ การเกิดออกซิเดชันที่ผิวหน้าของตัวอย่าง ลักษณะการยึดติดของสารประเภทกาว และการศึกษาผิวหน้าของพอลิเมอร์ในด้านอื่น ๆ
 
 
 
รูปที่ 5.2 Attenuated Total Reflectance spectroscopy (ATR) :
  เกิดการสะท้อนหลายครั้ง : Multiple Internal Reflection (MIR)
   
 
 
 
 
 ขึ้นด้านบน
 
Copyright © 2004 Department of Chemistry, Faculty of Science
Burapha University Address 169 T.Seansuk A.Muang Chonburi 20131
 
DHTML Menu / JavaScript Menu by OpenCube