پولیمر کی کرسٹل لائن مورفولوجی کا مشاہدہ کرنے کے لیے آپٹیکل مائکروسکوپی
پولرائزڈ لائٹ مائکروسکوپ کی ساخت اور اصول، پولرائزڈ لائٹ مائکروسکوپ کا استعمال۔
پولیمر اسفیرولائٹس کو پگھلنے کے طریقہ سے تیار کیا گیا تھا، مختلف کرسٹلائزیشن درجہ حرارت پر حاصل کردہ اسفیرولائٹس کی شکل کا مشاہدہ کیا گیا تھا، اور پولیمر اسفیرولائٹس کے رداس کی پیمائش کی گئی تھی۔
کرسٹل اور امورفوس پولیمر ایگریگیٹس کی دو بنیادی شکلیں ہیں، اور بہت سے پولیمر کرسٹلائز کر سکتے ہیں۔ کرسٹل لائن پولیمر مواد کی عملی کارکردگی (جیسے نظری شفافیت، اثر کی طاقت، وغیرہ) کا تعلق کرسٹل لائن مورفولوجی، اناج کے سائز اور مواد کے اندر کمال کی ڈگری سے ہے۔ لہذا، پولیمر کرسٹل مورفولوجی کا مطالعہ اہم نظریاتی اور عملی اہمیت رکھتا ہے۔ پولیمر مختلف حالات میں مختلف کرسٹل بناتے ہیں، جیسے سنگل کرسٹل، اسفیرولائٹس، فائبر کرسٹل وغیرہ۔ جب پولیمر کو پگھلی ہوئی حالت سے ٹھنڈا کیا جاتا ہے، تو اسفیرولائٹس بنیادی طور پر بنتے ہیں، جو پولیمر کرسٹلائزیشن کی سب سے عام شکل ہے۔ کارکردگی پر بڑا اثر پڑتا ہے۔
Spherulites کا نام کرسٹل نیوکلئس کے شعاعی طور پر بڑھ کر کروی شکل بنانے کے بعد رکھا گیا ہے، جو کہ ایک "تین جہتی ڈھانچہ" ہے۔ لیکن اسے ایک انتہائی پتلے ٹیسٹ پیس میں ڈسک کی شکل کا "دو جہتی ڈھانچہ" بھی سمجھا جا سکتا ہے، اور اسفیرولائٹ ایک پولی ہیڈرون ہے۔ یونٹ سیل سالماتی زنجیروں پر مشتمل ہوتا ہے، یونٹ سیل کا اسٹیکنگ ایک ویفر بناتا ہے، ویفر اسٹیکنگ ایک مائیکرو فائبر بنڈل بناتا ہے، اور مائیکرو فائبر بنڈل شعاعی سمت کے ساتھ بڑھ کر اسفیرولائٹ بناتا ہے۔ ویفرز کے درمیان کرسٹل نقائص ہیں اور مائکرو فائبر بنڈلوں کے درمیان بے ساختہ شمولیت۔ اسفیرولائٹس کا سائز پولیمر کی سالماتی ساخت اور کرسٹلائزیشن کے حالات پر منحصر ہے۔ لہذا، پولیمر کی قسم اور کرسٹلائزیشن کے حالات کے لحاظ سے اسفیرولائٹس کا سائز بہت مختلف ہوتا ہے۔ قطر مائیکرو میٹر سے ملی میٹر تک، یا سینٹی میٹر جتنا بڑا ہو سکتا ہے۔ اسپرولائٹس بے ساختہ پولیمر میں منتشر ہوتے ہیں۔ عام طور پر، امورفوس ایک مسلسل مرحلہ ہے، اور اسفیرولائٹس کے دائرے ایک بے قاعدہ کثیرالاضلاع بنانے کے لیے ایک دوسرے کو آپس میں جوڑ سکتے ہیں۔ Spherulites میں آپٹیکل انیسوٹروپی اور ریفریکٹ لائٹ ہوتی ہے، لہذا ان کا مشاہدہ پولرائزنگ خوردبین سے کیا جا سکتا ہے۔ پولرائزنگ مائکروسکوپ کے کراس پولرائزرز کے درمیان پولیمر اسفیرولائٹس ایک خصوصیت والی سیاہ کراس ختم ہونے والی تصویر کی نمائش کرتے ہیں۔ جب کچھ پولیمر اسفیرولائٹس بناتے ہیں، تو رداس کے ساتھ بڑھتے ہی ویفر کی ہیلیکل مسخ ہونے سے مرتکز ختم ہونے والی تصاویر کو پولرائزنگ خوردبین کے نیچے دیکھا جا سکتا ہے۔
پولرائزڈ لائٹ مائکروسکوپ کا بہترین ریزولوشن 200 nm ہے، اور موثر میگنیفیکیشن 500 سے 1000 گنا سے زیادہ ہے۔ الیکٹران مائکروسکوپ اور ایکس رے کے پھیلاؤ کے طریقہ کار کے ساتھ مل کر، یہ کرسٹل کی ساخت کی زیادہ جامع معلومات فراہم کر سکتا ہے۔
روشنی ایک برقی مقناطیسی لہر، یا ٹرانسورس لہر ہے، اور اس کے پھیلاؤ کی سمت کمپن کی سمت کے لئے کھڑا ہے۔ لیکن قدرتی روشنی کے لیے، اس کی کمپن کی سمتیں یکساں طور پر تقسیم ہوتی ہیں، اور کوئی سمت غالب نہیں ہوتی۔ لیکن انعکاس، اضطراب یا منتخب جذب کے بعد، قدرتی روشنی کو روشنی کی لہروں میں تبدیل کیا جا سکتا ہے جو صرف ایک سمت میں کمپن کرتی ہیں، یعنی پولرائزڈ روشنی۔ قدرتی روشنی کا ایک شہتیر دو پولرائزروں سے گزرتا ہے۔ اگر پولرائزیشن کے دو محور ایک دوسرے پر کھڑے ہیں تو روشنی وہاں سے نہیں گزر سکتی۔ جب ہلکی لہر انیسوٹروپک میڈیم میں پھیلتی ہے، تو اس کے پھیلاؤ کی رفتار کمپن کی سمت کے ساتھ بدل جاتی ہے، اور اس کے مطابق ریفریکٹیو انڈیکس کی قدر بھی بدل جاتی ہے۔ عام طور پر، birefringence واقع ہوتا ہے، اور یہ باہمی طور پر کھڑے کمپن سمتوں، مختلف پھیلاؤ کی رفتار، اور مختلف اضطراری اشاریوں کے ساتھ دو حصوں میں گل جاتا ہے۔ پولرائزڈ روشنی کی پٹیاں۔ جب دو پولرائزڈ لائٹس دوسرے پولرائزر سے گزرتی ہیں تو دوسرے پولرائزیشن محور کے متوازی سمت میں صرف روشنی ہی گزر سکتی ہے۔ آپٹیکل راستے کے فرق کی وجہ سے گزرنے والی دو بیم مداخلت کریں گی۔
کراسڈ پولرائزنگ خوردبین کے تحت مشاہدہ کیا گیا، بے ساختہ پولیمر میں اس کی آئسوٹروپی کی وجہ سے بائرفرنجنس نہیں ہے، روشنی کو آرتھوگونل پولرائزر نے روک دیا ہے، اور منظر کا میدان تاریک ہے۔ Spherulites ایک منفرد سیاہ کراس ختم ہونے کے رجحان کی نمائش کریں گے، اور بلیک کراس کے دونوں بازو پولرائزیشن کے دو محوروں کی سمتوں کے متوازی ہیں۔ پولرائزر کی کمپن سمت کے علاوہ باقی روشنی انعطاف کی وجہ سے ظاہر ہوتی ہے۔ اعداد و شمار 2-7 isotactic polypropylene کے spherulites کی تصاویر ہیں۔
پولرائزڈ روشنی کے حالات کے تحت، کرسٹل کی شکل کا بھی مشاہدہ کیا جا سکتا ہے، کرسٹلائٹس کے سائز کا تعین کیا جا سکتا ہے اور کرسٹل کے pleochroism کا مطالعہ کیا جا سکتا ہے۔
1) پولی پروپیلین فلم کا ایک چھوٹا ٹکڑا یا 1/5 سے 1/4 گولی کاٹ کر صاف شیشے کی سلائیڈ پر رکھیں، اسے شیشے کی سلائیڈ کے کنارے سے دور رکھیں، اور نمونے کو شیشے سے ڈھانپ دیں۔
2) ٹیبلٹ پریس کو 240 ڈگری پر پہلے سے گرم کریں، پولی پروپیلین کے نمونے کو ایک ہاٹ پلیٹ پر پگھلائیں (نمونہ مکمل طور پر شفاف ہے)، 2 منٹ تک فلم بنانے کے لیے دبائیں، اور پھر اسے تیزی سے 50 ڈگری گرم پر منتقل کریں۔ اسے کرسٹالائز کرنے کا مرحلہ۔ پگھلنے کے بعد وہی نمونے 100 ڈگری اور 0 ڈگری پر کرسٹلائز کیے گئے تھے۔
2) خوردبین کو ایڈجسٹ کریں۔
1) روشنی کی مستحکم شدت حاصل کرنے کے لیے مرکری آرک لیمپ کو 10 منٹ پہلے آن کریں، اور ایک رنگی فلٹر داخل کریں۔
2) مائکروسکوپ آئی پیس کو ہٹا دیں، اور پولرائزر اور تجزیہ کار کو 90 ڈگری پر رکھیں۔ مائیکروسکوپ ٹیوب کو دیکھتے وقت، لیمپ اور آئینے کی پوزیشن کو ایڈجسٹ کریں، اور اگر ضروری ہو تو تجزیہ کار کو ایڈجسٹ کریں تاکہ مکمل ناپید ہو جائے (ممکنہ طور پر اندھیرا ہو جائے)۔
3) سپرولائٹ قطر کی پیمائش کریں۔
پولیمر کرسٹل فلیکس کو آرتھوگونل خوردبین کے تحت دیکھا جاتا ہے، اور اسفیرولائٹس کے قطر کو مائکروسکوپ آئی پیس پیمانے سے ماپا جاتا ہے۔ تعین کے مراحل درج ذیل ہیں:
1) لینس بیرل میں گریجویٹڈ رولر کے ساتھ آئی پیس داخل کریں، اور اسٹیج مائیکرو رولر کو اسٹیج پر رکھیں، تاکہ دیکھنے کے علاقے میں ایک ہی وقت میں دو حکمران نظر آئیں۔
2) فوکل کی لمبائی کو ایڈجسٹ کریں تاکہ دونوں پاؤں متوازی ترتیب میں ہوں، پیمانہ واضح ہو، اور دو صفر پوائنٹس ایک دوسرے کے ساتھ موافق ہوں، اور آئی پیس اسکیل کی قدر کا حساب لگایا جا سکے۔
3) اسٹیج مائیکرو رولر کو ہٹائیں، پیشین گوئی شدہ نمونے کو اسٹیج کے فیلڈ آف ویو کے بیچ میں رکھیں، کرسٹل کی شکل کا مشاہدہ کریں اور ریکارڈ کریں، آئی پیس اسکیل پر اسفیرولائٹ کا پیمانہ پڑھیں، اور پھر اسپرولائٹ کے قطر کا حساب لگائیں۔
