JPH10122827A - Optical measuring method and optical measuring device - Google Patents

Optical measuring method and optical measuring device

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JPH10122827A
JPH10122827A JP8274711A JP27471196A JPH10122827A JP H10122827 A JPH10122827 A JP H10122827A JP 8274711 A JP8274711 A JP 8274711A JP 27471196 A JP27471196 A JP 27471196A JP H10122827 A JPH10122827 A JP H10122827A
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JP
Japan
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light
polymer
scattered light
scattered
dispersed particles
Prior art date
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Pending
Application number
JP8274711A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Yukioka
聡 雪岡
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便かつ迅速に高分子からの散乱光の散乱光
強度の角度分布依存性を求めることが可能であり、特
に、簡便かつ迅速に高分子中の分散粒子の平均粒子径を
測定することが可能である光学測定方法及び光学測定装
置を提供する。 【解決手段】 一定波長の断続的な光を高分子に照射
し、高分子からの散乱光の散乱光強度の角度分布依存性
を求める光学測定方法及び光学測定装置に関する。
PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and quickly determine the angular distribution dependence of the scattered light intensity of scattered light from a polymer, and particularly to easily and quickly average the dispersion particles in the polymer. Provided are an optical measurement method and an optical measurement device capable of measuring a particle diameter. The present invention relates to an optical measurement method and an optical measurement device that irradiates a polymer with intermittent light having a certain wavelength and obtains the angular distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light from the polymer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一定波長の断続的
な光を高分子に照射し、高分子からの散乱光の内から照
射した光と同一の波長成分を検出することにより、該散
乱光の散乱光強度の角度分布依存性を求める光学測定方
法及び光学測定装置に関するものであり、更に、得られ
た散乱光の散乱光強度の角度分布依存性より、高分子中
に存在する分散粒子の平均粒子径を測定するための光学
測定方法及び光学測定装置に適するものである。そし
て、特に高分子としてポリ塩化ビニル成形体における配
合添加剤、ポリ塩化ビニル残存粒子等の平均粒子径の測
定に適したものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for irradiating a polymer with intermittent light having a certain wavelength and detecting the same wavelength component as the radiated light from among the scattered light from the polymer. The present invention relates to an optical measurement method and an optical measurement device for determining the angle distribution dependence of the scattered light intensity of light, and further relates to the dispersion particles present in the polymer from the angle distribution dependence of the scattered light intensity of the obtained scattered light. It is suitable for an optical measuring method and an optical measuring device for measuring the average particle diameter of the above. It is particularly suitable as a polymer for measuring the average particle diameter of a compounding additive in a polyvinyl chloride molded article, polyvinyl chloride residual particles, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に高分子、特に樹脂成形体中に
は、それら高分子の残存粒子、配合剤等が混入してお
り、これらはその粒子径によっては成形体に強度低下等
の悪影響をおよぼす場合が生ずる。
2. Description of the Related Art In general, polymer particles, especially resin moldings, contain residual particles of these polymers, compounding agents, and the like. May occur.

【0003】特に、懸濁重合法により得られたポリ塩化
ビニルは、その粒子がグレインと呼ばれる100μm〜
300μmの最外郭の粒子から順次、サブグレイン、ア
グロメレート、一次粒子、ドメイン、ミクロドメインま
で階層的な粒子構造で構成されており、成形加工に供し
た場合、成形加工時の加工機による熱履歴と剪断力履歴
により随時微細化していく。しかしながら、ポリ塩化ビ
ニルの最終製品成形体中には成形加工時に崩壊微細化し
きれなかった数μm〜0.05μm程度の粒子が残存
し、このような残存粒子は構造欠陥として作用するので
成形品の材料強度特性などの最終物性に悪影響するおそ
れがある。
[0003] In particular, polyvinyl chloride obtained by the suspension polymerization method has a particle size of 100 µm or more called grain.
Sub-grains, agglomerates, primary particles, domains, and micro-domains are formed in a hierarchical particle structure from the outermost particles of 300 μm in order, and when subjected to molding, the heat history of the processing machine during molding and Finer as needed based on the shearing force history. However, particles of several μm to 0.05 μm which could not be collapsed and refined at the time of molding remain in the final molded article of polyvinyl chloride, and such residual particles act as structural defects. The final physical properties such as material strength properties may be adversely affected.

【0004】また、異種高分子同士を配合するポリマー
アロイについても分散状態が大きく物性に影響するもの
であり、その分散状態を把握することは重要なことであ
る。従来、これら高分子に存在する分散粒子の平均粒子
径を測定する方法としては、1)高分子成形体を該高分
子のガラス転移温度以下で破断し、破断面を白金パラジ
ウム蒸着、つづいてカーボン蒸着したのち表面の蒸着膜
を成形体試料から分離して蒸着膜のみからなるレプリカ
を作製し、そのレプリカ試料を透過電子顕微鏡で観察及
び写真撮影し、その結果を画像解析して分散粒子の平均
粒子径を算出する方法、2)高分子成形体を該高分子の
ガラス転移温度以下で破断し、破断面を金蒸着したのち
走査電子顕微鏡で破断面を観察及び写真撮影し、その結
果を画像解析して分散粒子の平均粒子径を算出する方
法、3)高分子成形体からミクロトームを用いて、超薄
切片を切り出した後オスミウム酸叉はルテニュウム酸で
染色し、透過電子顕微鏡で観察及び写真撮影しその結果
を画像解析して分散粒子の平均粒子径を算出する方法、
などが知られている。
[0004] Further, the dispersion state of a polymer alloy containing different kinds of macromolecules is greatly affected by physical properties, and it is important to grasp the dispersion state. Conventionally, methods for measuring the average particle size of the dispersed particles present in these polymers include: 1) breaking the polymer molded body below the glass transition temperature of the polymer, depositing the fractured surface with platinum-palladium, After vapor deposition, the deposited film on the surface is separated from the molded body sample to make a replica consisting only of the deposited film, the replica sample is observed and photographed with a transmission electron microscope, and the result is image-analyzed to average the dispersed particles. Method for calculating particle diameter, 2) Breaking the polymer molded body below the glass transition temperature of the polymer, depositing the fractured surface with gold, observing and photographing the fractured surface with a scanning electron microscope, and imaging the result as an image Analytical method to calculate the average particle diameter of dispersed particles 3) Ultra-thin sections are cut out from a polymer molded body using a microtome, and then stained with osmium or rutenuic acid, and then transmitted electron microscope. How to calculate the average particle diameter of the dispersed particles observed and photographed the results and image analysis,
Etc. are known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のいずれ
の方法においても、極めて高度な熟練を有するばかりで
なく煩雑な解析手順を経る必要があり、その測定に多大
の労力を必要とする問題が生じていた。
However, in any of the above-mentioned methods, it is necessary not only to have a very high level of skill but also to go through a complicated analysis procedure, which requires a great deal of labor for the measurement. Had occurred.

【0006】本発明の目的は、簡便かつ迅速に高分子か
らの散乱光の散乱光強度の角度分布依存性を求めること
が可能であり、特に、高分子の分散粒子の平均粒子径を
測定する際に、従来の方法における問題点を解決し、簡
便かつ迅速に高分子中の分散粒子の平均粒子径を測定す
ることが可能である光学測定方法及び光学測定装置を提
供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to be able to easily and quickly determine the angular distribution dependence of the scattered light intensity of scattered light from a polymer, and particularly to measure the average particle diameter of polymer dispersed particles. It is an object of the present invention to provide an optical measurement method and an optical measurement device which can solve the problems of the conventional method and can easily and quickly measure the average particle diameter of dispersed particles in a polymer.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、高分子に光を照射
し、照射後の散乱光の散乱光強度の角度分布依存性を求
めることが有効であることを見いだし本発明を完成させ
るに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, irradiate a polymer with light and obtain the angular distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light after irradiation. Was found to be effective, and the present invention was completed.

【0008】即ち、本発明は、一定波長の断続的な光を
高分子に照射し、高分子からの散乱光の内より照射した
光と同一の波長成分を検出し、該散乱光の散乱光強度の
角度分布依存性を求めることを特徴とするものであり、
さらに、得られた散乱光の散乱光強度の角度分布依存性
より高分子中に存在する分散粒子の平均粒子径を測定す
ることを特徴とする光学測定方法及び光学測定装置に関
するものである。
That is, the present invention irradiates a polymer with intermittent light having a predetermined wavelength, detects the same wavelength component as the irradiated light from among the scattered light from the polymer, and detects the scattered light of the scattered light. It is characterized by determining the angular distribution dependence of the intensity,
Further, the present invention relates to an optical measuring method and an optical measuring device, wherein the average particle diameter of dispersed particles present in a polymer is measured from the angle distribution dependence of the scattered light intensity of the obtained scattered light.

【0009】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0010】本発明における高分子とは、一般的な高分
子であり、例えば重合体,ポリマーアロイ叉はそれらの
成形体,粒子,パウダー,ペレット,さらには溶融状態
等を挙げることができる。そして、重合体としては、例
えばポリ塩化ビニル,エチレン−塩化ビニル共重合体,
酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹
脂、ポリエチレン,ポリプロピレン,エチレン−プロピ
レン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ABS,SB
S,SEBS,メタクリル酸メチル−スチレン共重合
体,メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合
体等のスチレン系重合体、ナイロン−6,ナイロン−6
6,ナイロン−46等のポリアミド、ポリブチレンテレ
フタレート,ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレ
ンナフタレート等のポリエステル、ポリフェニレンスル
フィド、LCP等を挙げることができる。また、ポリマ
ーアロイとしては、例えば上記重合体同士のポリマーア
ロイ、変性PPO、ポリウレタン−ポリ塩化ビニル、ポ
リブチレンテレフタレート−ポリカボネート、ABS−
ポリカーボネート等を挙げることができる。
The polymer in the present invention is a general polymer, for example, a polymer, a polymer alloy or a molded product thereof, particles, powder, pellets, and a molten state. As the polymer, for example, polyvinyl chloride, ethylene-vinyl chloride copolymer,
Vinyl chloride resin such as vinyl acetate-vinyl chloride copolymer, polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ABS, SB
S, SEBS, styrene polymers such as methyl methacrylate-styrene copolymer, methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer, nylon-6, nylon-6
6, polyamides such as nylon-46, polyesters such as polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyphenylene sulfide, LCP and the like. Examples of the polymer alloy include polymer alloys of the above polymers, modified PPO, polyurethane-polyvinyl chloride, polybutylene terephthalate-polycarbonate, ABS-
Polycarbonate and the like can be mentioned.

【0011】本発明における分散粒子とは、高分子中に
存在する粒子をいうものであり、例えば未崩壊の高分子
微粒子,高分子同士のブレンドによるドメイン,劣化等
によるゲル成分等の高分子成分叉は熱安定剤,光安定
剤,着色剤,充填剤等の配合剤を挙げることができる。
The dispersed particles in the present invention are particles existing in a polymer, and include, for example, polymer particles such as undisintegrated polymer fine particles, domains due to blending of polymers, and gel components due to deterioration or the like. And compounding agents such as heat stabilizers, light stabilizers, coloring agents, and fillers.

【0012】そして、本発明は、特に高分子中に分散粒
子が存在し易いポリ塩化ビニル中の未崩壊の残存粒子叉
は配合剤の粒子径の測定に効率的である。
The present invention is particularly effective for measuring the particle size of undisintegrated residual particles or compounding agents in polyvinyl chloride in which dispersed particles are likely to exist in a polymer.

【0013】本発明の光学測定方法及び光学測定装置を
図1及び図2に示す光散乱測定装置を用いて説明する
が、本発明は該図面に記載されているものに限定される
ものではない。
The optical measuring method and the optical measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the light scattering measuring apparatus shown in FIGS. 1 and 2, but the present invention is not limited to those shown in the drawings. .

【0014】図1に記載の装置は、本発明の散乱光の散
乱光強度の角度分布依存性及び分散粒子の平均粒子径の
光学測定装置の1例の側面図である。
The apparatus shown in FIG. 1 is a side view of one example of the optical measuring apparatus of the present invention for measuring the angular distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light and the average particle diameter of the dispersed particles.

【0015】図2に記載の装置は、本発明の散乱光の散
乱光強度の角度分布依存性及び分散粒子の平均粒子径の
光学測定装置の1例の上方図である。
The apparatus shown in FIG. 2 is an upper view of an example of the optical measuring apparatus of the present invention for measuring the angular distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light and the average particle diameter of the dispersed particles.

【0016】本発明において、高分子に照射する光は、
一定波長の断続的な光であり、例えば光源から発せられ
た一定波長の光をライトチョッパー等によりカットする
ことにより一定波長の断続的な光として用いられる。
In the present invention, the light irradiated to the polymer is:
This is intermittent light of a certain wavelength, and is used as intermittent light of a certain wavelength, for example, by cutting light of a certain wavelength emitted from a light source with a light chopper or the like.

【0017】本発明においては、一定波長の断続的な光
は高分子中の残存粒子の大きさにより随時使い分けるこ
とが好ましい。即ち、比較的大きい分散粒子を含む高分
子においては、波長の長い一定波長の光の光源を用い、
比較的小さい分散粒子を含む高分子には、波長の短い一
定波長の光の光源を使用することが好ましく、例えば高
分子中の分散粒子の大きさが0.01μm〜0.1μm
の範囲である場合、波長が0.4μm未満の短波長レー
ザー、エキシマレーザー等を光源として用いることがで
きる。分散粒子の大きさが0.1〜10μmである場
合、波長が0.4〜0.8μmの範囲である一定波長の
可視光光源を用いることが好ましく、例えば市販されて
いるレーザー光源でよく、ヘリウム−ネオンレーザー
(波長0.633μm;ユニフェース(株)製)を用い
ることができる。また、分散粒子の大きさが10μm以
上の場合、波長が1μm以上の赤外線レーザー,YAG
レーザー叉は波長が9〜11μmの炭酸ガスレーザー等
を光源として使用することができる。ライトチョッパー
としては、市販品を用いても差し支えない。
In the present invention, it is preferable that intermittent light having a certain wavelength be used as needed depending on the size of the residual particles in the polymer. That is, in a polymer containing relatively large dispersed particles, using a light source of light having a constant wavelength having a long wavelength,
For a polymer containing relatively small dispersed particles, it is preferable to use a light source of light having a short wavelength and a constant wavelength. For example, the size of the dispersed particles in the polymer is 0.01 μm to 0.1 μm.
In this case, a short-wavelength laser having a wavelength of less than 0.4 μm, an excimer laser, or the like can be used as a light source. When the size of the dispersed particles is 0.1 to 10 μm, it is preferable to use a visible light source having a constant wavelength in the range of 0.4 to 0.8 μm, for example, a commercially available laser light source, A helium-neon laser (wavelength: 0.633 μm; manufactured by Uniface Co., Ltd.) can be used. When the size of the dispersed particles is 10 μm or more, an infrared laser having a wavelength of 1 μm or more, YAG
A laser or a carbon dioxide gas laser having a wavelength of 9 to 11 μm can be used as a light source. A commercially available light chopper may be used.

【0018】本発明においては、上記に示した一定波長
の断続的な光を高分子に照射し、高分子からの散乱光の
内から照射した光と同一の波長成分を検出することによ
り、散乱光の散乱光強度の角度分布依存性を求めること
ができ、さらに散乱光の散乱光強度の角度分布依存性か
ら高分子中に存在する分散粒子の平均粒子径を求めるこ
とができる。
In the present invention, the polymer is irradiated with the above-described intermittent light having a certain wavelength, and the same wavelength component as the irradiated light is detected from among the scattered light from the polymer, whereby the scattering is performed. The angle distribution dependence of the scattered light intensity of the light can be determined, and the average particle size of the dispersed particles present in the polymer can be determined from the angle distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light.

【0019】本発明においては、高分子からの散乱光の
内から照射した光と同一の波長成分を検出することによ
り、通常の光散乱測定のように装置内での多重反射によ
る迷光や外部からノイズ光などの悪影響を受けることな
く、ノイズを除去することで高分子のみからの散乱光の
散乱光強度を高いS/N(シグナル/ノイズ)比で実測
でき、測定精度を向上させることができる。そして、高
分子からの散乱光の内から照射した光と同一の波長成分
を検出するためには、ロックインアンプを用いることが
好ましく、ロックインアンプとしては、市販のものでも
本発明の目的を達成することができ、例えばエヌエフ回
路設計ブロック(株)製のロックインアンプを用いるこ
とができる。
In the present invention, by detecting the same wavelength component as the irradiated light from among the scattered light from the polymer, stray light due to multiple reflections in the apparatus or external light is detected as in ordinary light scattering measurement. By removing noise without being adversely affected by noise light or the like, the scattered light intensity of scattered light from only the polymer can be measured at a high S / N (signal / noise) ratio, and the measurement accuracy can be improved. . Then, in order to detect the same wavelength component as the light irradiated from the scattered light from the polymer, it is preferable to use a lock-in amplifier. For example, a lock-in amplifier manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd. can be used.

【0020】そして、散乱光の散乱光強度の角度分布依
存性を求めには、回転台付き光受光器を用いることがで
き、散乱光強度の受光器としては、例えばフォトダイオ
ード,フォトマルと呼ばれる光電子増倍管、光カウンタ
ー等を用いることができ、高分子中の分散粒子の平均粒
子径が大きく散乱光強度が強い場合、フォトダイオード
が好ましい。一方、高分子中の分散粒子の平均粒子径が
小さく散乱光強度が小さい場合、フォトマル叉は光カウ
ンタが好ましい。また、該光受光器を載せる回転台は、
0゜〜180゜まで0.1゜毎に角度設定できるものが
好ましく、手動式回転台またはパルスモーターで駆動で
きる自動式回転台を使用することができる。
In order to determine the angle distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light, a light receiver with a rotating table can be used. The light receiver having the scattered light intensity is, for example, a photodiode or a photomultiplier. A photomultiplier tube, a light counter, or the like can be used. When the average particle diameter of the dispersed particles in the polymer is large and the scattered light intensity is strong, a photodiode is preferable. On the other hand, when the average particle diameter of the dispersed particles in the polymer is small and the scattered light intensity is small, a photomultiplier or an optical counter is preferable. In addition, the turntable on which the optical receiver is mounted,
It is preferable that the angle can be set every 0.1 ° from 0 ° to 180 °, and a manual turntable or an automatic turntable driven by a pulse motor can be used.

【0021】本発明において、測定する散乱光の散乱角
度の範囲は、対象とする高分子叉は分散粒子により任意
に決められるものであり、例えばポリ塩化ビニルの1次
粒子叉はその凝集体が残存する成形体等の1μm〜10
μmの分散粒子が存在する高分子では1゜〜20゜が好
ましく、1次粒子より微細なポリ塩化ビニルのドメイン
叉はその凝集体が残存する成形体等の0.1μm〜1μ
mの分散粒子が存在する高分子では5゜〜50゜の角度
範囲が好ましい。さらに、微細なポリ塩化ビニルのミク
ロドメイン叉はその凝集体が存在する成形体等の0.1
μm〜1μmの分散粒子が存在する高分子では30゜〜
70゜が適している。
In the present invention, the range of the scattering angle of the scattered light to be measured is arbitrarily determined by the target polymer or dispersed particles. For example, the primary particles of polyvinyl chloride or the aggregate thereof are 1 μm to 10 of remaining molded body
In a polymer having dispersed particles having a particle diameter of 1 μm, the angle is preferably 1 ° to 20 °, such as 0.1 μm to 1 μm, such as a molded article in which domains of polyvinyl chloride finer than the primary particles or aggregates thereof remain.
For a polymer having m dispersed particles, an angle range of 5 ° to 50 ° is preferable. Furthermore, 0.1% of a molded body or the like in which micro-domains of fine polyvinyl chloride or aggregates thereof exist.
For polymers having dispersed particles of μm to 1 μm, 30 ° to
70 ° is suitable.

【0022】本発明においては、散乱光の散乱光強度I
とし、散乱角度θに関する角度変数qをq=(4π/
λ)sin(θ/2)とし、角度変数qの2乗に対して
散乱光強度Iの平方根の逆数をプロット(以下、「デバ
イプロット」と称する;図3)することにより、散乱光
の散乱光強度の角度分布依存性が求められる。
In the present invention, the scattered light intensity I of the scattered light is
And the angle variable q relating to the scattering angle θ is q = (4π /
λ) sin (θ / 2), and plotting the reciprocal of the square root of the scattered light intensity I against the square of the angle variable q (hereinafter referred to as “Debye plot”; FIG. 3), thereby scattering the scattered light. The angle distribution dependence of light intensity is required.

【0023】さらに、本発明においては、上記のデバイ
プロットの切片Aと傾きB及び装置定数Cから一般式
(1)により、高分子中の分散粒子の平均粒子径を求め
ることができる。ここで、装置定数Cは、予め分散粒子
径が明かであり、かつ、分散粒子径が単分散であるポリ
スチレンラテックス等の標準試料を用いて測定すること
により決定できる。
Further, in the present invention, the average particle size of the dispersed particles in the polymer can be obtained from the intercept A and the slope B and the device constant C of the above-mentioned Debye plot according to the general formula (1). Here, the apparatus constant C can be determined by measuring using a standard sample such as polystyrene latex in which the dispersed particle diameter is clear and the dispersed particle diameter is monodisperse.

【0024】 分散粒子の平均粒子径=C*(B/A)1/2 (1) そして、本発明である光学測定方法及び光学測定装置に
おいては、散乱光の散乱光強度の角度分布依存性叉は該
角度依存性より分散粒子の平均粒子径を求めるための演
算処理装置を用いることが好ましい。
Average particle diameter of dispersed particles = C * (B / A) 1/2 (1) In the optical measuring method and the optical measuring device according to the present invention, the angle distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light. Alternatively, it is preferable to use an arithmetic processing unit for obtaining the average particle diameter of the dispersed particles from the angle dependence.

【0025】[0025]

【実施例】以下に、本発明を実施例を用いてより具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0026】実施例1 光源として波長0.633μmのヘリウム−ネオンレー
ザー2a(日本科学エンジニアリング( 株) 製、商品名
HN−550P)、光源からの光を断続的な一定波長の
光とするためのライトチョッパー5a、散乱光強度測定
用受光器10、ロックインアンプ11(エヌエフ回路設
計ブロック(株)製、商品名シングルフェーズロックイ
ンアンプ5600)、検出器回転用ゴニオメーター8a
(日本科学エンジニアリング(株)製)、ゴニオメータ
駆動用パルスモーターコントローラー8b(日本科学エ
ンジニアリング(株)製)、1/4波長板3、グラムト
ムソン型偏光素子4、試料保持用ステージ6、ピンホー
ル9、測定制御及び散乱光の散乱光強度の角度分布依存
性並びに分散粒子の平均粒子径を求めるためのパソコン
12よりなる散乱光の散乱光強度の角度分布依存性及び
高分子中の分散粒子の平均粒子径測定用光学測定装置を
作成した。ここで、パソコン12は、散乱光強度Iの平
方根の逆数を角度変数qの2乗に対してデバイプロット
した時の切片及び傾きを読みとり、装置定数C及び上記
(1)式から分散粒子の平均粒子径を算出するプログラ
ミングをも施した演算処理装置である。
Example 1 A helium-neon laser 2a having a wavelength of 0.633 μm (trade name: HN-550P, manufactured by Nippon Kagaku Engineering Co., Ltd.) was used as a light source to convert light from the light source into light having an intermittent constant wavelength. Light chopper 5a, scattered light intensity measurement light receiver 10, lock-in amplifier 11 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd., trade name: single-phase lock-in amplifier 5600), detector goniometer 8a
(Manufactured by Nippon Kagaku Engineering Co., Ltd.), pulse motor controller 8b for driving the goniometer (manufactured by Nippon Kagaku Engineering Co., Ltd.), quarter-wave plate 3, Gram-Thompson-type polarizing element 4, sample holding stage 6, pinhole 9 Angular distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light, the angle distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light, and the average of the dispersed particles in the polymer. An optical measuring device for particle size measurement was prepared. Here, the personal computer 12 reads the intercept and the slope when the reciprocal of the square root of the scattered light intensity I is devi-plotted with respect to the square of the angle variable q, and obtains the average of the dispersed particles from the apparatus constant C and the above equation (1). This is an arithmetic processing unit that also performs programming for calculating the particle diameter.

【0027】図1に該光学測定装置の側面図を示す。FIG. 1 is a side view of the optical measuring device.

【0028】図2に該光学測定装置の上方図を示す。FIG. 2 shows an upper view of the optical measuring device.

【0029】平均粒子径0.1μmのポリスチレンラテ
ックスを標準試料として用いることにより求めた該光学
測定装置の装置定数Cは225[nm-1]であった。
The device constant C of the optical measuring device determined by using polystyrene latex having an average particle size of 0.1 μm as a standard sample was 225 [nm −1 ].

【0030】実施例2 ポリ塩化ビニル樹脂(大洋塩ビ(株)製、商品名TH−
1000)100重量部、安定剤(日東化成(株)製、
商品名N2000E)4重量部の配合したポリ塩化ビニ
ル組成物を150℃に設定された8インチテストロール
で10分間混練し、厚さ1.1mmの半透明板状成形体
を得た。この板状成形体を150℃に設定された加圧プ
レス成形機を用いて厚さ1.0mmの透明な板状成形体
に成形した。
Example 2 Polyvinyl chloride resin (manufactured by Taiyo PVC Co., Ltd., trade name: TH-
1000) 100 parts by weight, stabilizer (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.)
N2000E) 4 parts by weight of the blended polyvinyl chloride composition were kneaded with an 8-inch test roll set at 150 ° C. for 10 minutes to obtain a 1.1 mm thick translucent plate-like molded product. This plate-like molded product was molded into a transparent plate-like molded product having a thickness of 1.0 mm using a press molding machine set at 150 ° C.

【0031】この板状成形体を実施例1の測定装置を用
いて、散乱角度は10゜〜40゜の範囲で、角度ステッ
プ間隔を0.5゜として、各散乱角度における10秒間
の散乱光強度の平均値を求め、散乱光強度Iを求めた。
The scattered light for 10 seconds at each scatter angle was set for this plate-like molded body using the measuring apparatus of Example 1 at a scatter angle of 10 ° to 40 ° and an angle step interval of 0.5 °. The average value of the intensity was obtained, and the scattered light intensity I was obtained.

【0032】得られた散乱光の散乱光強度の角度分布依
存性を角度変数qの2乗に対する散乱光強度Iの平方根
の逆数のデバイプロットとして、図3に示す。
FIG. 3 shows the angle distribution dependence of the scattered light intensity of the obtained scattered light as a Debye plot of the reciprocal of the square root of the scattered light intensity I with respect to the square of the angle variable q.

【0033】また、この板状成形体に分散する粒子の平
均粒子径は、0.43μmであり、本測定に要した所用
作業工程は10分であった。
The average particle diameter of the particles dispersed in the plate-like molded product was 0.43 μm, and the required work process for this measurement was 10 minutes.

【0034】実施例3 メタクリル酸メチル−スチレン共重合体(新日鉄化学
(株)製、商品名MS−600)100重量部、メタク
リル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体(日本合
成ゴム(株)製、商品名#61)2.5重量部を実施例
2と同様の方法により調製し、板状成形体を得た。
Example 3 100 parts by weight of methyl methacrylate-styrene copolymer (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., trade name: MS-600), and methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) 2.5% by weight of the product (trade name # 61) was prepared in the same manner as in Example 2 to obtain a plate-like molded product.

【0035】得られた板状成形体を実施例1の測定装置
を用いて、散乱角度は15゜〜40゜の範囲で角度ステ
ップ間隔を1゜として各散乱角度における10秒間の散
乱光強度の平均を求め、散乱光強度1を求めた。
Using the measuring apparatus of Example 1, the obtained plate-like molded body was used to measure the scattering light intensity for 10 seconds at each scattering angle with the scattering angle in the range of 15 ° to 40 ° and the angle step interval of 1 °. An average was obtained, and a scattered light intensity of 1 was obtained.

【0036】得られた散乱光の散乱光強度の角度分布依
存性を角度変数qの2乗に対する散乱光強度Iの平方根
の逆数のデバイプロットとして、図3に示す。
FIG. 3 is a Debye plot of the reciprocal of the square root of the scattered light intensity I with respect to the square of the angle variable q.

【0037】この板状成形体は、平均粒子径0.31μ
mのメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合
体粒子が分散するものであり、本測定に要した所用作業
工程は10分であった。
This plate-like molded product had an average particle size of 0.31 μm.
m of methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer particles were dispersed therein, and the required operation process for this measurement was 10 minutes.

【0038】比較例1 実施例2により得られた板状成形体からミクロトームを
用いて超薄切片試料を切り出した後、ルテニュウム酸で
一昼夜染色し、この試料を銅メッシュですくい上げ透過
電子顕微鏡で観察し、写真撮影した。その写真を画像解
析装置(日本アビオニクス(株)製、商品名TVIP−
4100)および同解析ソフト”イメージコマンド41
98”を用いて画像解析し分散粒子の平均粒子径を算出
した。
Comparative Example 1 An ultrathin section sample was cut out from the plate-like molded product obtained in Example 2 using a microtome, stained with rutenic acid for 24 hours, and the sample was scooped up with a copper mesh and observed with a transmission electron microscope. And took a picture. The photograph is converted to an image analyzer (trade name TVIP-, manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd.).
4100) and the analysis software "Image Command 41"
Image analysis was performed using 98 ″ to calculate the average particle size of the dispersed particles.

【0039】この板状成形体に分散する粒子の平均粒子
径は、0.45μmであり、本測定に要した所用作業工
程は3日であった。
The average particle size of the particles dispersed in the plate-like molded product was 0.45 μm, and the required operation process for this measurement was 3 days.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、簡便かつ迅速でしかも
精度良く、散乱光の散乱光強度の角度分布依存性、高分
子中の分散粒子の平均粒子径を測定することができる。
According to the present invention, the dependence of the intensity of scattered light on the angular distribution and the average particle size of the dispersed particles in the polymer can be measured simply, quickly and accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による光学装置の側面図である。FIG. 1 is a side view of an optical device according to the present invention.

【図2】本発明による光学装置の上方図である。FIG. 2 is a top view of an optical device according to the present invention.

【図3】実施例2および実施例3により得られた散乱光
の散乱光強度の角度分布依存性を示す角度変数qの2乗
に対する散乱光強度Iの平方根の逆数のデバイプロッ
ト。
FIG. 3 is a Debye plot of the reciprocal of the square root of the scattered light intensity I with respect to the square of the angle variable q showing the angular distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light obtained in Example 2 and Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :光学ベンチ 2a:ヘリウム−ネオンレーザー 2b:レーザー出力用安定化電源 3 :1/4波長板 4 :グラムトムソン型偏光素子 5a:ライトチョッパー(周波数280Hz) 5b:ライトチョッパー周波数制御装置 6 :試料保持用ステージ 7 :試料 8a:受光器回転用ゴニオメーター 8b:ゴニオメータ駆動用パルスモーターコントローラ
ー 9 :ピンホール 10 :散乱光強度測定用受光器 11 :ロックインアンプ 12 :測定制御およびデータ解析用パソコン 13 :散乱角度θ 14 :散乱強度Iの逆数の平方根 15 :角度変数qの2乗
1: Optical bench 2a: Helium-neon laser 2b: Stabilized power supply for laser output 3: Quarter-wave plate 4: Gram-Thompson-type polarizing element 5a: Light chopper (frequency 280 Hz) 5b: Light chopper frequency controller 6: Sample Holding stage 7: Sample 8 a: Goniometer for rotating the receiver 8 b: Pulse motor controller for driving the goniometer 9: Pinhole 10: Receiver for measuring scattered light intensity 11: Lock-in amplifier 12: Personal computer for measurement control and data analysis 13 : Scattering angle θ 14: Square root of reciprocal of scattering intensity I 15: Square of angle variable q

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一定波長の断続的な光を高分子に照射し、
高分子からの散乱光の内から照射した光と同一波長成分
を検出し、該散乱光の散乱光強度の角度分布依存性を求
めることを特徴とする光学測定方法。
1. A polymer is irradiated with intermittent light having a certain wavelength,
An optical measurement method comprising detecting a component having the same wavelength as that of light irradiated from among scattered light from a polymer, and determining an angle distribution dependency of a scattered light intensity of the scattered light.
【請求項2】請求項1に記載の散乱光の散乱光強度の角
度分布依存性より、高分子中に存在する分散粒子の平均
粒子径を求めることを特徴とする請求項1に記載の光学
測定方法。
2. The optical system according to claim 1, wherein the average particle size of the dispersed particles present in the polymer is determined from the angular distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light according to claim 1. Measuring method.
【請求項3】高分子がポリ塩化ビニル成形体であり、分
散粒子がポリ塩化ビニル成形体に含まれるポリ塩化ビニ
ルの残存粒子、及び/叉は、配合剤であることを特徴と
する請求項1叉は2に記載の光学測定方法。
3. The method according to claim 1, wherein the polymer is a molded article of polyvinyl chloride, and the dispersed particles are residual particles of polyvinyl chloride contained in the molded article of polyvinyl chloride and / or a compounding agent. 3. The optical measurement method according to 1 or 2.
【請求項4】散乱光の散乱光強度の角度分布依存性を求
めるため、一定波長の光を発する光源、光源からの入射
光を一定波長の断続的な光とするためのライトチョッパ
ー及び高分子からの散乱光のうちライトチョッパーでカ
ットされたものと同一の波長成分をロックインアンプで
検出する光散乱測定装置よりなることを特徴とする光学
測定装置。
4. A light source for emitting light of a certain wavelength to determine the angular distribution dependence of the scattered light intensity of the scattered light, a light chopper for converting incident light from the light source to intermittent light of a certain wavelength, and a polymer. An optical measuring device comprising a light scattering measuring device for detecting, with a lock-in amplifier, the same wavelength component as that cut by a light chopper among scattered lights from the light source.
【請求項5】散乱光の散乱光強度の角度分布依存性よ
り、高分子中に存在する分散粒子の平均粒子径を求める
ための演算処理装置をさらに設けることを特徴とする請
求項4に記載の光学測定装置。
5. The apparatus according to claim 4, further comprising an arithmetic processing unit for obtaining an average particle diameter of the dispersed particles present in the polymer from the dependence of the intensity of the scattered light on the angular distribution. Optical measuring device.
JP8274711A 1996-10-17 1996-10-17 Optical measuring method and optical measuring device Pending JPH10122827A (en)

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