CS268096B1 - A method for determining the orientation of surface layers of materials in articles - Google Patents

A method for determining the orientation of surface layers of materials in articles Download PDF

Info

Publication number
CS268096B1
CS268096B1 CS872111A CS211187A CS268096B1 CS 268096 B1 CS268096 B1 CS 268096B1 CS 872111 A CS872111 A CS 872111A CS 211187 A CS211187 A CS 211187A CS 268096 B1 CS268096 B1 CS 268096B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
measured
reflected light
orientation
polarization
intensity
Prior art date
Application number
CS872111A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS211187A1 (en
Inventor
Jiri Ing Csc Czerny
Original Assignee
Czerny Jiri
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Czerny Jiri filed Critical Czerny Jiri
Priority to CS872111A priority Critical patent/CS268096B1/en
Publication of CS211187A1 publication Critical patent/CS211187A1/en
Publication of CS268096B1 publication Critical patent/CS268096B1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Orientace povrchových vrstev materiálů, např. výlisků z píastuse zjišťuje osvětlením části povrchu po dobu řádově sekundy svazkem polarizovaných světelných monochromatických paprků o vlnové délce 405 nm pod.úhlem dopadu např. 45° a změřením intenzity světla odraženého ve směru normály k povrchu, prošlého polarizačním filtrem s výstupní polarizační rovinou (I__ ). Potom max se výstupní polarizační filtr pootočí o 90° a za stejných podmínek se změří intenzita odraženého světla prošlého tímto filtrem (Irain)· Stupeň polarizace odraženého světla p^, který je přímo úměrný orientaci povrchových vrstev, . se pak zjistí podle vztahu mo se Ifliax * ^min *max " ^minThe orientation of the surface layers of materials, e.g., of plastic moldings, is determined by illuminating a part of the surface for a period of about a second with a beam of polarized monochromatic light rays with a wavelength of 405 nm at an angle of incidence of e.g. 45° and measuring the intensity of the light reflected in the direction normal to the surface, passed through a polarizing filter with an output polarization plane (I__ ). Then the output polarizing filter is rotated by 90° and the intensity of the reflected light passed through this filter (Irain) is measured under the same conditions. The degree of polarization of the reflected light p^, which is directly proportional to the orientation of the surface layers, is then determined according to the relationship mo se Ifliax * ^min *max " ^min

Description

Vynález se týká způsobu nedestruktivního zjišťování orientace povrchových vrstev polymerních, kovových, nekovových nebo kompozitních materiálů ve výrobcích pro účely optimalizace jejich užitných vlastností a průběžné kontroly zpracovatelských procesů s vysokou citlivostí a rychlostí měření výsledných hodnot.The invention relates to a method for non-destructive detection of the orientation of surface layers of polymeric, metallic, non-metallic or composite materials in articles for the purpose of optimizing their useful properties and continuous control of processing processes with high sensitivity and measurement speed.

Dosud používané způsoby zjišťování orientace povrchových vrstev různých materiálů jsou založeny většinou na měření dvojlomu viditelného světla, absorpce infračerveného záření, polarizované fluorescence za přídavku fluorescenčních látek, širokopásmové nukleární magnetické rezonance a jiných veličin. Nevýhodou těchto exaktních metod je většinou přístrojová a časová náročnost, jejich omezení na průhledné vzorky, příp. na destruktivní přípravu tenkých řezů. Jinou nevýhodou je jejich omezená použitelnost pro kontrolu kvality výrobků bezprostředně po technologickém zpracování.The methods used so far to determine the orientation of the surface layers of various materials are mostly based on the measurement of birefringence of visible light, absorption of infrared radiation, polarized fluorescence with the addition of fluorescent substances, broadband nuclear magnetic resonance and other quantities. The disadvantage of these exact methods is usually instrumental and time consuming, their limitation to transparent samples, or. for the destructive preparation of thin sections. Another disadvantage is their limited applicability for quality control of products immediately after technological processing.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob zjišťování orientace povrchových vrstev materiálů ve výrobcích, jehož podstata spočívá v tom, že se měřené výrobky osvětlí na části svého povrchu na dobu řádově sekundy svazkem’polarizovaných světelných monochromatických paprsků o konstantní vstupní polarizační rovině, o konstantní intenzitě a pod konstantním úhlem dopadu vzhledem k normále měřené části výrobku, zároveň se pomocí fotočlánku fotometricky změří intenzita odraženého světla prošlého polarizačním filtrem s výstupní polarizační rovinou paralelní se vstupní polarizační rovinou dmax), načež se výstupní polarizační filtr pootočí o 90° a změří se intenzita odraženého světla po průchodu tímto polarizačním filtrem s výstupní polarizační rovinou kolmou ke vstupní polarizační rovině a vyhodnotí se stupeň polarizace odraženého světla (p^), který je přímo úměrný orientaci povrchových vrstev materiálů ve výrobcích a který se vyjádří jako podíl součtu (I + I-;-) θ rozdílu (I - Imi„) podle vztahu .These disadvantages are eliminated by the method of determining the orientation of surface layers of materials in products, the essence of which consists in illuminating the measured products on part of their surface for a second of a second with a beam of polarized light monochromatic rays of constant input polarization plane, constant intensity and at constant angle. At the same time, the intensity of the reflected light passing through the polarizing filter with the output polarization plane parallel to the input polarization plane d max ) is measured photometrically using a photocell, then the output polarizing filter is rotated by 90 ° and the intensity of the reflected light after passing this polarization filter output with its polarization plane orthogonal to the input polarization plane, and evaluates the degree of polarization of the reflected light (P ^), which is directly proportional to the orientation of the surface layers of materials in the product and which is expressed as the ratio of the sum (I + I- ;-) θ difference (I - I mi „) according to the relation.

max min max min » _ ^max * ^min R I - I . ’ · max min tento poměr se vyjádří v % vzhledem ke vzorku zvolenému jako standard, jehož hodnota pD je 100 %. Podle dalšího význaku se povrch měřených výrobků osvětlí polarizovaným světlem o vlnové délce 350 až 600 nm, přednostně pomocí rtutové nebo xenonové výbojky při vlnové délce 405 nm. Úhel dopadu polarizovaných monochromatických paprsků je 5 až 75°, přednostně 45°, přičemž pozorovací úhel, při němž se měří intenzita odraženého světla,je 0 0 vzhledem k normále měřené části výrobku.max min max min »_ ^ max * ^ min R I - I. '· Min min this ratio is expressed in% with respect to the sample selected as the standard, the value of p D of which is 100%. According to another feature, the surface of the measured products is illuminated with polarized light with a wavelength of 350 to 600 nm, preferably with a mercury or xenon lamp at a wavelength of 405 nm. The angle of incidence of the polarized monochromatic rays is 5 to 75 °, preferably 45 °, the viewing angle at which the intensity of the reflected light is measured being 0 ° relative to the normal of the measured part of the product.

Výhody způsobu podle vynálezu spočívají ve vysoké citlivosti, rychlosti a nedestruktivním charakteru měření. K tomu přistupuje snadná adaptibilnost komerčně vyráběných fotometrických přístrojů a polarizačních filtrů při zavádění do realizační praxe. Další výhody spočívají v možnosti použití automatického měření v bezprostřední návaznosti na zpracovatelský technologický postup a v možnosti měření orientace povrchových vrstev materiálů různě zbarvených, jak průhledných. tak i neprůhledných, např. plastů, kompozitu nebo materiálů kovových, u kterých dosud používaných způsobů měření nelze často z experimentálních důvodů použít. Výhody způsobu zjišťování orientace povrchových vrstev materiálů podle vynálezu byly ověřeny při rozsáhlém studiu odrazu polarizovaného světla od povrchu různých polymerních výrobků a kompozitů, vyrobených za různých zpracovatelských pod-... mínek za použití adaptovaných komerčních fotometrických přístrojů a komerčně vyráběných polarizačních filtrů. Jako polymerů bylo použito čirého pólystyrenu . přírodního polypropylenu, černě zbarveného ABS-terpolymeru a jako kompozitu polypropylenu s různým obsahem skelných vláken. Vypracovaný způsob podle vynálezu vychází z použití komerčního typuThe advantages of the method according to the invention lie in the high sensitivity, speed and non-destructive nature of the measurement. This is approached by the easy adaptability of commercially manufactured photometric instruments and polarizing filters when implemented in practice. Other advantages are the possibility of using automatic measurement in direct connection with the processing process and the possibility of measuring the orientation of the surface layers of materials of different colors, as transparent. as well as opaque, e.g. plastics, composites or metallic materials, for which the measurement methods used so far often cannot be used for experimental reasons. The advantages of the method for determining the orientation of the surface layers of materials according to the invention have been verified in an extensive study of the reflection of polarized light from the surface of various polymer products and composites made under different processing conditions using adapted commercial photometric instruments and commercially manufactured polarizing filters. Clear polystyrene was used as the polymer. natural polypropylene, a black-colored ABS terpolymer and as a composite of polypropylene with different glass fiber contents. The developed method according to the invention is based on the use of a commercial type

26Θ096 spektrálního fotometru s mřížkovým monochromátorem a se rtuťovou výbojkou jako zdrojem světla. Spektrální fotometr a rtuťová výbojka byly každý zvlášť napájeny účinným stabilizátorem elektrického napětí.26Θ96 spectral photometer with a grating monochromator and a mercury lamp as the light source. The spectral photometer and the mercury lamp were each separately powered by an effective voltage stabilizer.

Způsob měření spočívá v tom, že světelné záření rtutové vysokotlaké výbojky je vedeno přes kondenzor, odkláněcí zrcadlo, kolimátorový objektiv a vstupní štěrbinu do mřížkového monochromátoru, odkud po nastavení používané vlnové délky v rozsahu 350 až 600 nm, např. 405 nm, vystupuje přes štěrbinu do vstupního polarizačního filtru, kde nastává polarizace světelného svazku při konstantně nastavené polarizační rovině. Takto získaný monochromatický polarizovaný svazek paprsků o průměru 10 až 20 mm je veden přes odkláněcí zrcadlo na měřenou část zkoušeného výrobku pod úhlem dopadu 5 až 75 °, např. pod úhlem 45 0 k normále měřené části výrobku po dobu řádově sekundy. Přitom dochází zčásti k ab- . sorpci, k lomu, zejména však k odrazu světla od orientovaných povrchových vrstev materiálu o tloušťce řádově 10 mikrom. Při měření podle vynálezu je analyzováno pouze odražené světelné záření, které je pozorováno pod úhlem 0 0 k normále měřené části polymerního výrobku. Toto odražené světlo je vedeno přes další výstupní polarizační filtr od fotóčlánku se zesilovačem a s indikačním přístrojem, který přímo měří intenzitu I odraženého světelného záření v relativních jednotkách. Při měření intenzity odraženého světla je výstupní polarizační filtr ve dvou základních měřicích polohách. Nejprve je natočen tak, že jeho výstupní polarizační rovina, je paralelní se vstupní polarizační rovinou, vstupního pólarizačního filtru. Intenzita světla změřená při tomto uspořádání je maximální (Imax)· Potom se výstupní polarizační filtr pootočí o 90 0, takže jeho výstupní polarizační rovina je kolmá ke vstupní polarizační rovině vstupního polarizačního filtru. Intenzita měřeného světla je přitom minimální (Iroin)· Měření intenzity odraženého světla při paralelním a kolmém uspořádání obou polarizačních filtrů se provádí nejméně 3 až 5x za sebou a aritmetický průměr obou výsledných hodnot se použije k vyhodnocení nově zavedeného parametru stupně polarizace p^ materiálu podle vztahu , ^max + ^min ...The measurement method consists in that the light radiation of a mercury high-pressure lamp is guided through a condenser, a deflection mirror, a collimator lens and an input slit to a grating monochromator, from where it exits through a slit after setting the wavelength in the range 350 to 600 nm, eg 405 nm. to the input polarization filter, where the polarization of the light beam occurs at a constantly set polarization plane. The thus obtained monochromatic polarized beam with a diameter of 10-20 mm is fed via the deflection mirror on the measured part of the product under test at an angle of incidence of 5 to 75 °, e.g. an angle of 45 0 to the normal to the measured portion of the product for the order of seconds. In this case, ab-. sorption, to refraction, but especially to the reflection of light from oriented surface layers of material with a thickness of the order of 10 microns. In the measurement according to the invention, only the reflected light radiation is analyzed, which is observed at an angle 0 0 to the normal of the measured part of the polymer product. This reflected light is passed through another output polarizing filter from a photocouple with an amplifier and an indicating device which directly measures the intensity I of the reflected light radiation in relative units. When measuring the intensity of reflected light, the output polarizing filter is in two basic measuring positions. First, it is rotated so that its output polarization plane is parallel to the input polarization plane of the input polarization filter. The light intensity measured in this arrangement is the maximum (Imax). · Then, the output polarizing filter is rotated by 90 ° , so that its output polarizing plane is perpendicular to the input polarizing plane of the input polarizing filter. The intensity of the measured light is minimal (Iroin). , ^ max + ^ min ...

Pr I - I · max min Pr I - I · max min

Obdobná měření za zcela analogických experimentálních podmínek se provedou rovněž na vhodném vzorku zvoleném jako standard, jehož obdobně zjištěná hodnota polarizačního stupně pD odraženého světla se položí rovna 100 %. Zjištěné hodnoty pB měřených výrobků se pak vyjádří v relativních % vzhledem k měřenému standardu. Přitom je polarizační stupeň p^ odraženého světla přímo úměrný orientaci povrchových vrstev materiálů ve výrobcích, jak je ukázáno v příkladu 1. Popsaný způsob měření orientace pomocí stanovení stupně polarizace Pr světla odraženého od povrchových vrstev polymerních výrobků byl kalibrován za příkladu polypropylenových vzorků o rozměrech 4 x 25 x 150 mm, které byly za normální teploty podrobeny na trhacím stroji přesně definovanému dloužení v rozsahu 0, 1, 2,5, 5 a 10 % a po změření relativního prodloužení byl na vzorcích změřen stupeň polarizace povrchových vrstev způsobem podle vynálezu. Výsledky, které jsou uvedeny v příkladu 1, ukazují, že stupeň polarizace p^ orientovaných povrchových vrstev dloužených polymerů se přímo úměrně zvyšuje se zvyšujícím se dloužením polymerů, tzn. že orientace povrchových vrstev polymerů je přímo úměrná měřenému stupni polarizace odraženého světla.Similar measurements under completely analogous experimental conditions are also performed on a suitable sample selected as a standard, the similarly determined value of the polarization degree p D of the reflected light being set equal to 100%. The determined values p B of the measured products are then expressed in relative% with respect to the measured standard. Here, the polarization degree β of the reflected light is directly proportional to the orientation of the surface layers of the materials in the articles, as shown in Example 1. 25 x 150 mm, which were subjected to a precisely defined elongation in the range of 0, 1, 2.5, 5 and 10% at normal temperatures and after measuring the relative elongation, the degree of polarization of the surface layers was measured on the samples according to the method of the invention. The results, which are given in Example 1, show that the degree of polarization of the β-oriented surface layers of the stretched polymers increases in direct proportion to the increasing elongation of the polymers, i. that the orientation of the surface layers of the polymers is directly proportional to the measured degree of polarization of the reflected light.

Způsob podle vynálezu byl dále odzkoušen na deskách o rozměrech 50 x 50 x 4 mm, resp. 150 x 90 x 4 mm, připravených za různých technologických podmínek vstřikování různých polymerů, např. čirého polystyrenu, průsvitného polypropylenu, černých ABS-terpolymerú (příklad 2) a bílých kompozitů, např. na bázi polypropylenu plněného různým obsahem skelných vláken (příklad 3). V příkladu 4 je popsáno měření orientace v různých úhlových směrech.The method according to the invention was further tested on plates measuring 50 x 50 x 4 mm, resp. 150 x 90 x 4 mm, prepared under different technological conditions by injection molding of various polymers, eg clear polystyrene, translucent polypropylene, black ABS terpolymers (Example 2) and white composites, eg based on polypropylene filled with different glass fiber contents (Example 3) . Example 4 describes the measurement of orientation in different angular directions.

Příklad 1Example 1

Stanovení orientace povrchových vrstev vstřikovaných polypropylenových těles v závislosti na stupni dloužení.Determination of the orientation of the surface layers of injected polypropylene bodies depending on the degree of stretching.

K měření bylo použito vstřikovaných desek polypropylenu o rozměrech 150 x 90 x 4 mm, ze kterých byla frézováním připravena zkušební tělesa o rozměrech 150 x 25 x 4 mm. Na tělesech byla ryskami vyznačená a změřená pracovní část o délce 100 mm. Tělesa byla potom při rychlosti deformace 50 mm/min. podrobena: na trhacím stroji za normální teploty tahovému namáhání za dosažení relativního prodloužení pracovních částí jednotlivých těles při hodnotách 0, 0,0; 2,6; 5,5 a 9,4 \ (měřeno po 24 hodinách). Jednotlivá dloužená tělesa byla potom upnuta ve střední pracovní části do adaptovaného přístroje pro měření odrazivosti světla (reflektance) R, který byl vybaven vysokotlakou rtuťovou výbojkou s napojeným stabilizátorem napětí, dále mřížkovým monochromátorem při nastavené vlnové délce 405 nm, vstupním polarizačním filtrem, odklápěcím zrcadlem pro dopad polarizovaného světla pod úhlem 45 0 k normále vzorku, dále otáčivým výstupním polarizačním filtrem pro pozorování odraženého polarizovaného světla pod pozorovacím úhlem 0 0 k nármále vzorku a dále zařízením pro měření intenzity odraženého polarizovaného světla na bázi selenového fotočlánku se zesilovačem, indikačním přístrojem a napojeným stabilizátorem napětí. Na každém dlouženém tělese byly měřeny 5krát za sebou hodnoty relativní intenzity I odraženého polarizovaného světla (v relativních jednotkách) jednak při paralelním uspořádání polarizačních rovin vstupního a výstupního polarizačního filtru (Iii= I__v), jednak přiInjected polypropylene plates measuring 150 x 90 x 4 mm were used for the measurement, from which test specimens measuring 150 x 25 x 4 mm were prepared by milling. The working part was marked with lines on the bodies and measured with a length of 100 mm. The bodies were then at a strain rate of 50 mm / min. subjected: on a tearing machine at normal temperature to tensile stress to achieve a relative elongation of the working parts of the individual bodies at values of 0, 0.0; 2.6; 5.5 and 9.4 [mu] m (measured after 24 hours). The individual drawn bodies were then clamped in the middle working part in an adapted device for measuring light reflectance R, which was equipped with a high-pressure mercury lamp with connected voltage stabilizer, a grid monochromator at a set wavelength of 405 nm, input polarizing filter, tilting mirror for impact of polarized light at an angle of 45 0 to the sample normal, a rotating output polarizing filter for observing reflected polarized light at an angle of 0 0 to the sample ramp and a device for measuring the intensity of reflected polarized light based on selenium photocell with amplifier, indicator and connected stabilizer Tension. The values of the relative intensity I of the reflected polarized light (in relative units) were measured on each elongated body 5 times in succession, both in parallel arrangement of the polarization planes of the input and output polarization filter (Iii = I__ v ), and in

I i ma x kolmém uspořádání polarizačních rovin vstupního a výstupního polarizačního filtru Gi = I-;-)· Zjištěné hodnoty maximální relativní intenzity (I » ) a minimální relativní j mm ' max intenzity (Im£n) odraženého polarizovaného světla jednotlivých vzorků byly potom dosazeny do nově odvozeného vztahu pro měřený stupeň polarizace pD odraženého světla K _ ^max + ^min j . Pr = I - I .I i ma x perpendicular arrangement of polarization planes of input and output polarization filter Gi = I - ;-) · The determined values of maximum relative intensity (I ») and minimum relative j mm 'max intensity (I m £ n ) of reflected polarized light of individual samples were then inserted into the newly derived relation for the measured degree of polarization p D of the reflected light K _ ^ max + ^ min j. Pr = I - I.

max minmax min

Na obr. 1 je znázorněna závislost stanoveného stupně polarizace pR v relativních jednotkách na stupni dloužení jednotlivých polypropylenových těles v relativních *í. Z výkresu je zřejmé, že měřený stupeň polarizace pR odraženého světla indikuje přímo úměrně orientaci v povrchové vrstvě dloužených polymerů. Přitom tloušťka povrchové vrstvy, do které může světlo pronikat při odrazu od neprůhledných, např. černých nebo plněných polymerů, nepřesahuje zhruba 10 mikrom.Fig. 1 shows the dependence of the determined degree of polarization p R in relative units on the degree of elongation of the individual polypropylene bodies in relative terms. It is clear from the drawing that the measured degree of polarization p R of the reflected light indicates in direct proportion to the orientation in the surface layer of the stretched polymers. The thickness of the surface layer into which light can penetrate when reflected from opaque, e.g. black or filled polymers, does not exceed about 10 microns.

Příklad 2Example 2

Stanovení orientace povrchových vrstev výstřiků průhledného polystyrenu, černě zbarvených nepruheldných typů ABS-terpolymeru a plněného polypropylenu v závislosti na teplotě taveniny při jejich vstřikování.Determination of the orientation of the surface layers of sprays of transparent polystyrene, black-colored non-transparent types of ABS terpolymer and filled polypropylene depending on the melt temperature during their injection.

Stejným postupem, popsaným v příkladu 1, byl měřen stupeň polarizace pR odraženého světla u výstřiků tvaru destiček o rozměrech 50 x 50 x 4 mm, s filmovým vtokem, ze tří různých polymerů, které byly vstřikovány při různé teplotě taveniny. Sledované výstřiký (po 5'ks na 1 měření) byly měřeny ve středu hladké strany při konstantní poloze vtokové hrany. Oako zkoušených polymerů bylo použito průhledného bezbarvého polystyrenu, černě zbarveného neprůhledného ABS-terpolymeru a černě zbarveného polypropylenu plněného CaCO} s přísadou EPOM-polymecu.By the same procedure as described in Example 1, the degree of polarization p R of the reflected light was measured in 50 x 50 x 4 mm plate-shaped, film-injected, three-polymer polymers injected at different melt temperatures. The monitored sprays (after 5 'per 1 measurement) were measured in the middle of the smooth side at a constant position of the inlet edge. A clear colorless polystyrene, a black-colored opaque ABS terpolymer and a black-colored polypropylene filled with CaCO 3 with the addition of EPOM-polymec were used as test polymers.

Na obr. 2 je znázorněn vliv různých teplot taveniny ve 0 °C při vstřikování na měřený stupeň polarizace Pp odraženého světla příslušných výstřiků. Z výkresu je zřejmé, že se zvyšující se teplotou taveniny vstřikovaných polymerů a kompozitů dochází ve všech třech případech k lineárnímu poklesu polarizace p^, a tím i k poklesu orientace v povrchové vrstvě vstřiků. To je v souladu s obecně platným vlivem zvyšující se teploty na pokles orientace výstřiků, měřených např. u průhledného polystyrenu konvenční metodou na principu dvojlomu světla, kterou však nelze pro neprůhledné polymery použít.Fig. 2 shows the effect of different melt temperatures at 0 ° C during injection on the measured degree of polarization Pp of the reflected light of the respective sprays. It is clear from the drawing that with increasing melt temperature of the injected polymers and composites, in all three cases there is a linear decrease of the polarization p 1, and thus a decrease of the orientation in the surface layer of the injections. This is in accordance with the generally valid effect of increasing temperature on the decrease in the orientation of sprays, measured for example in the case of transparent polystyrene by the conventional method of birefringence, which, however, cannot be used for opaque polymers.

Příklad 3 . .Example 3. .

Měření orientace v povrchové vrstvě kompozitů polypropylenu plněného skelnými vlákny.Measurement of orientation in the surface layer of polypropylene composites filled with glass fibers.

Postupem popsaným v příkladu 1 byly získány výsledky měření stupně polarizace p'x K odraženého světla v závislosti na obsahu skelných vláken přidávaných k matrici polypropylenu při vstřikování desek o rozměrech 155 x 85 x 4 mm za konstantních zpracovatelských podmínek.Following the procedure described in Example 1, the results of measuring the degree of polarization p'x K of the reflected light as a function of the content of glass fibers added to the polypropylene matrix were obtained by injecting 155 x 85 x 4 mm plates under constant processing conditions.

Výsledky jsou uvedeny na obr. 3. Vyplývá z něj, že zvýšení obsahu skelných vláken do 20 ΐ se projevuje jen malým nárůstem orientace o cca 12 % proti samotné matrici, zatímco další zvýšení obsahu vláken na 30 % vede již k vysokému nárůstu orientace o cca 125 'i ve srovnání s orientací výstřiků samotné matrice polypropylenu.The results are shown in Fig. 3. It follows that an increase in the glass fiber content up to 20 ΐ is manifested only by a small increase in orientation by about 12% compared to the matrix itself, while a further increase in fiber content to 30% leads to a high increase in orientation by approx. 125 'even in comparison with the orientation of the sprays of the polypropylene matrix itself.

Příklad 4Example 4

Měření orientace v různých úhlových směrech výstřiků ABS-polymerů.Orientation measurement in different angular directions of ABS-polymer sprays.

Za použití postupu popsaného v příkladu 1 tjyl měřen stupeň polarizace p^, tj. orientace v různých úhlových směrech k filmovému vtoku dvou výstřiků rozměrů 50 x 50 x 4 mm ABS-terpolymerů, které byly vstřikovány při teplotě taveniny 269 °C.Using the procedure described in Example 1, the degree of polarization p1 was measured, i.e. the orientation in different angular directions to the film inlet of two sprays of 50 x 50 x 4 mm ABS terpolymers which were injected at a melt temperature of 269 ° C.

Z obr. 4 je zřejmé, že u silně orientovaných desek s filmovým vtokem, vstřikovaných při nižší teplotě taveniny 300°C, má úhlová distribuce stupně polarizace p^ tvar elipsy, která je protažena ve směru vtoku, tj. ve směru 0° a 180 0 ke vtokové hraně, což znamená relativní vysokou anizotropii výstřiků. Oproti tomu u málo orientovaných výstřiků vstřikovaných při vyšší teplotě 269°C má úhlová distribuce tvar přibližného kruhu, což znamená zároveň, že výstřiky jsou ve všech úhlových-směrech téměř.izotropní. . ...From Fig. 4 it can be seen that in strongly oriented film inlet plates injected at a lower melt temperature of 300 ° C, the angular distribution of the degree of polarization p 1 has the shape of an ellipse which extends in the inlet direction, i.e. in the 0 ° and 180 ° direction. 0 to the inlet edge, which means a relatively high anisotropy of the sprays. In contrast, in the case of slightly oriented sprays injected at a higher temperature of 269 DEG C., the angular distribution has the shape of an approximate circle, which also means that the sprays are almost isotropic in all angular directions. . ...

Z výše uvedených příkladů je zřejmé, že nová nedestruktivní metoda zjišťování orientace ze stupně polarizace p^ odraženého světla v povrchové vrstvě materiálu může být pro relativně vysokou citlivost využívána u průhledných i neprůhledných polymerů, kompozitů a jiných materiálů k významnému výběru a řízení optimálních podmínek jejich technologického zpracování na výrobky s optimálními fyzikálními a mechanickými vlastnostmi.From the above examples it is clear that a new non-destructive method for determining the orientation from the degree of polarization of reflected light in the surface layer of material can be used for relatively high sensitivity in transparent and opaque polymers, composites and other materials to significantly select and control optimal conditions of their technological processing into products with optimal physical and mechanical properties.

Claims (4)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUOBJECT OF THE INVENTION 1. Způsob zjišťování orientace povrchových vrstev materiálů ve výrobcích, vyznačující se tím, že se měřené výrobky osvětlí na části svého povrchu na dobu řádově sekundy svazkem polarizovaných světelných monochromatických paprsků o konstantní vstupní polarizační rovině, o konstantní intenzitě, pod konstantním úhlem dopadu vzhledem k normále měřené části výrobku, zároveň se pomocí fotočlánku fotometricky změří intenžita odraženého světla prošlého polarizačním filtrem s výstupní rovinou paralelní se vstupní polarizační rovinou (I ), načež se výstupní polarizační filtr pootočí _ ma x o 90 a změří se intenzita odraženého světla po průchodu tímto polarizačním filtrem s výstupní polarizační rovinou kolmou ke vstupní polarizační rovině (Im- ) a vyhodnotí se stupeň polarizace odraženého světla , který je přímo úměrný orientaci povrchových vrstev materiálu ve výrobcích, a který se vyjádří jako podíl součtu + a rozdílu (I___ - Imi„) podle vztahu max min max min r ^max + ^min Pr I - I . ’ max min vyjádřeno v relativních % vzhledem ke standartu 100 %.1. A method for determining the orientation of surface layers of materials in articles, characterized in that the measured articles are illuminated on a part of their surface for about seconds by a beam of polarized light monochromatic rays of constant input polarization plane, constant intensity, at a constant angle of incidence with respect to normal At the same time, the intensity of the reflected light passing through the polarizing filter with the output plane parallel to the input polarizing plane (I) is photometrically measured by means of a photocell, after which the output polarizing filter is rotated _o xo 90 and the intensity of the reflected light is measured after passing through this polarizing filter. output polarization plane perpendicular to the input polarization plane (I m -) and evaluate the degree of polarization of the reflected light, which is directly proportional to the orientation of the surface layers of the material in the products, and expressed as the ratio of the sum + and difference (I___ - I mi „) relation max min max min r ^ max + ^ min Pr I - I. 'max min expressed in relative% with respect to the 100% standard. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se povrch měřených materiálů osvětlí světlem o vlnové délce 550 až 600 nm, například pomocí rtuťové nebo xenonové výbojky při vlnové délce 405 nm.2. The method according to item 1, characterized in that the surface of the measured materials is illuminated with light of a wavelength of 550 to 600 nm, for example by means of a mercury or xenon lamp at a wavelength of 405 nm. 3. Způsob podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že úhel dopadu polarizovaných monochromatických paprsků je 5 až 75 °, například 45 °, přičemž pozorovací úhel, při němž se měří .intenzita odraženého světla, o 0 0 vzhledem k normále měřené části výrobku.3. The method according to items 1 and 2, characterized in that the angle of incidence of the polarized monochromatic rays is 5 to 75 °, for example 45 °, the viewing angle at which the intensity of the reflected light is measured by 0 0 with respect to the normal of the measured part. product. 4 výkresy4 drawings CS 268096 Bl etupea polarizace odraženého svitla ρσ /rel.jea./CS 268096 Bl of polarization of reflected light ρ σ /rel.jea./
CS872111A 1987-03-27 1987-03-27 A method for determining the orientation of surface layers of materials in articles CS268096B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS872111A CS268096B1 (en) 1987-03-27 1987-03-27 A method for determining the orientation of surface layers of materials in articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS872111A CS268096B1 (en) 1987-03-27 1987-03-27 A method for determining the orientation of surface layers of materials in articles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS211187A1 CS211187A1 (en) 1989-08-14
CS268096B1 true CS268096B1 (en) 1990-03-14

Family

ID=5357265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS872111A CS268096B1 (en) 1987-03-27 1987-03-27 A method for determining the orientation of surface layers of materials in articles

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS268096B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS211187A1 (en) 1989-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2159235C (en) Apparatus and method for measuring components in a bag
US3969023A (en) Method and apparatus for detecting layers of stress in lenses
EP0899549A2 (en) Internal color probe
CA2261469A1 (en) Method and apparatus for measurement of absolute biaxial birefringence in monolayer and multilayer films, sheets and shapes
DE59310217D1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETECTING IMPURITIES IN A TEXTILE TEST MATERIAL
FI73081C (en) Apparatus and photoelectric method for measuring fiber size.
GB2197068A (en) Optical sensor device
Falkenreck et al. Hygrothermal aging behavior of regenerated cellulose fiber-reinforced polyamide 5.10 composites
CS268096B1 (en) A method for determining the orientation of surface layers of materials in articles
JP2002517717A (en) Turbidimeter calibration test system
Bur et al. Fluorescence anisotropy sensor and its application to polymer processing and characterization
USH1843H (en) Optical sensor for measuring fluorescence anisotropy during polymer processing
JP7279819B2 (en) Nanowire orientation evaluation method in transparent material, process control method using the same, and method for producing cured resin
Rodgers Influences of Carpet and Instrumental Parameters on the Identification of Carpet Face Fiber by NIR.
JP2677199B2 (en) Alignment film inspection device and inspection method
Tarjányi et al. Photoelastic response of polycarbonate in NIR
RU2779715C1 (en) Method for estimating the fineness of bast fibres
Ohmori et al. Fluorescence method for studying surface orientation of polymer film using vacuum-deposition technique
KR20160107921A (en) thermal image microscope based on the optical indicator
RU2837361C1 (en) Method of controlling quality of polymer film products
US7349092B1 (en) System for reducing stress induced effects during determination of fluid optical constants
Ye Measurement of the microfibril angle and path difference of intact pulp fibers by spectroscopic imaging ellipsometer
SU299785A1 (en) METHOD FOR DETERMINING THE INTEREST CONTENT
RU2113710C1 (en) Automatic refractometer to control parameters of liquid media
CN207457088U (en) A kind of device for being used to detect cellulose films