A small angle X-ray scattering study of polyethylene fibres,using the two-dimensional correlation function

Summary By Fourier transformation of the intensity distribution in the small angle X-ray scattering diagram of a polymer fibre one obtains the corresponding two-dimensional correlation function. This is compared with correlation functions calculated on the basis of different models of the semi-crystalline morphology. Here, two steps may be distinguished: in the first, the correctness of a model may be checked with the aid of qualitative features, such as the relative positions and sizes of positive and negative areas; in the second a quatitative agreement is pursued by fixing the various parameters involved. This method was applied to cold drawn low density polyethylene before and after annealing at different temperatures. In the case of the non-annealed sample, the microparacrystalline model, discussed byHosemann andLoboda-Cackovic (J. Appl. Cryst.11, 540 (1978)) was found to give the best fit. Annealing at 80 °C or higher temperatures seems to lead to what has been indicated as a three-dimensional chess-board structure; it consists of fibrils in which crystalline and amorphous regions alternate in such a way that the crystalline regions in a fibril are adjacent to amorphous regions in neighbouring fibrils.

---

Zusammenfassung Durch Fourier-Transformation der Intensitätsverteilung im Kleinwinkelstreudiagramm von Polymerfasern bekommt man die zugehörige zweidimensionale Korrelationsfunktion. Diese wird verglichen mit Korrelationsfunktionen, die für verschiedene Modelle der teilkristallinen Morphologie berechnet wurden.Hier werden zwei Schritte unterschieden. Im ersten Schritt wird die Richtigkeit eines Modells überprüft mit Hilfe von qualitativen Merkmalen, wie z. B. die relativen Lagen und Größen der positiven und negativen Bereiche. Im zweiten Schritt wird eine quantitative Übereinstimmung dadurch angestrebt, daß die unterschiedlich bezüglichen Parameter festgestellt werden. Diese Methode wurde angewandt bei kaltverstrecktem Polyäthylen niedriger Dichte, sowohl vor wie nach Temperung bei verschiedenen Temperaturen. Im Falle einer nicht getemperten Probe zeigte sich, daß das mikrokristalline Modell, vorgeschlagen von Hosemann und Loboda-Cackovic (J. Appl. Cryst.11, 540 (1978)), am besten zutrifft. Temperung bei 80°C oder bei höheren Temperaturen scheint zu einer Struktur zu führen, die als dreidimensionale Schachbrett-Struktur bezeichnet wurde. Sie besteht aus Fibrillen, in denen kristalline und amorphe Bereiche abwechseln, und zwar so, daß die kristallinen Bereiche in einer Fibrille nur von amorphen Bereichen in nächstliegenden Fibrillen umgeben sind.