2010) 3( 23المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة (PMMA )لبولي مثیل میثاكریالت اعلى الخصائص البصریة ألغشیة تأثیر أشعة بیتا النقیة خلدون محمود رشید وزارة التربیة ، مدیریة تربیة الكرخ األولى الخالصة PM ) البولي مثیل میثـاكریالتالبصریة الخصائص في یتاب أشعة تأثیر البحثفي هذا درس M A) المحضـرة بطریقـة النقیـة مــن خــالل تسـجیل طیفــي االمتصاصــیة والنفاذیــة وبعــده قبــل التشـعیع األغشــیةدرســت الخصــائص البصـریة لهــذه اذ ،الصـب ،االنعكاسـیة و ،النفاذیـةو ،ةاالمتصاصـی ودراسـةومنها یتم حسـاب ) تدریج كامل( nm(1100-190)الموجیة األطواللمدى .بجزئیه الحقیقي والخیالي الكهربائي ثابت العزل،معامل االنكسار، ومعامل الخمود المقدمة PM یمتاز M A یعد الناحیة الكیمائیة فمن]1,2[ بخواص كیمائیة وفیزیائیة جیدة PM M A مادة مقاومة للحوامض الــى وبالنســبة. والكلوروفــورم ،والتلــوین ،مثــل البنــزین ،نــه یــذوب فــي المــذیبات العضــویةوالمـواد الكیمیائیــة القلویــة المخففــة لك PMخصائصه الفیزیائیة یمتاز M A ففي درجة حرارة الغرفة یكون مادة ) لدنة حراریاً (بكونه من البولیمرات المتأثرة بالحرارة Tg=102)كثـر لیونـة وبالوصـول إلـى درجـة الحـرارة صلبة وصافیة قابل للتقطیع والبرادة، وبارتفـاع درجـة الحـرارة یصـبح أ o C) PMالتـي تمثــل درجـة حــرارة االنتقـال الزجــاجي لــ M A تبــدأ خصــائص المرونـة وقابلیــة المـد والتشــكیل بـالظهور ممــا یــوفر ن أھـم المـواد المسـتعملة ایضـایمتـاز .إمكانیـة تشـكیله بـالحرارة إلـى أشـكال معقـدة ومختلفـة لغـاز ، مثـل متحسسـات ابكونـھ ـم ك بسـبب حساسـیتھ وانتقائیتـ (VOCS) للمركبـات العضـویة المتطـایرة والسیما الطویلـة هاسـتقراریتو ، ]2و1[العـالیتین ھوذـل إذ وجـد ، ]5[ودرجـة انتقالـه الزجـاجي الواطئـة ]4[ كلفته الواطئة وكذلك لفقده البصري الواطئ في المنطقة المرئیـةو ، ]3[ األمد PM ان M Aذلـك دویعـ ضویة المتطایرة مثل الزایلین والتلـوین لحـدود كشـفیة تصـل الـى جـزء مـن الملیـونحساس للمركبات الع ].6[ من خصائصه العامة ، امـا یــؤدي فـي البـولیمرات حسـب نــوع البـولیمر المشـعع نعامــة فـان التشـعیع یـؤدي عملیــت عنـد تشـعیع البـولیمرات بصـورة ــابك تــرابط تـــرابط باالواصــر ومــن ثــم البولیمریـــة، او یــؤدي الــى تتكســر الســالل تشــعیع الــى تكســیر االواصــر فمـــن ثــمال تتشـ PM)السالسـل البولیمریـة والبـولیمر بـولي مثیـل میثـاكریالت M A) یـؤدي التشـعیع الـى تـرابط اواصــره ،اذ مـن النـوع االخیـر .وع من البولیمراتفي هذا الن) موضوع الدراسة(بك سالسله، مما یؤدي الى زیادة في الخواص البصریة البولیمرة وتشا ن البـولیمرات التـي تتعـرض لبخــار المـذیب تمـتص الجزیئـات العضــویة وتنـتفخ وصـوال إلـى حالــة االتـزان وبعـد هــروب ا النتفـاخ واالنكمـاش فقـد تـم وبسبب خصـائص ا. هذه الجزیئات المذیبة فان البولیمر یعود لینكمش رجوعا الى حجمه االبتدائي فــي الصـورة العاكســة ثالثیــة األبعــاد لتخــزین و ، ]7[ تتضــمن المتحسســات الكیمیائیــة یـدة،یقــات عدالبــولیمر فــي تطب اسـتعمل جیالتینیــــة فـــي النضـــائد الحدیثــــة "اقطابـــاو ]10[فصـــل واســــتخراج المعـــادنو ،]9[ الســـیطرة علـــى تســــلیم الهـــواءو ، ]8[البیانـــات .]13[ في نبائط الكهروكرومكذلك و، ]12[ المتسعات الجبارة وفي،]11[ PMكما یمتاز M A غ ـــمقارنة بــالقیمة النظریـة التـي تبل) %92(إذ تبلغ نفاذیة الضوء العملیة خالله ،بالشفافیة العالیة لضــوء الـى ابالنسـبة "اویكـون شــفاف )2.54cm(عنـد سـمك ) nm 100 -360 nm(عنـد األطـوال الموجیـة ) 92.3 %( ،والبیوت الزجاجیة،والمصانع ،شفافة واقیة في الطائرات "األواح عملن الزجاج یستمالمرئي لیوفر بدیًال IHJPAS 2010) 3( 23المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة . ثمنــه عــن رخــص" فضــالاشــیر لســهولة تصــنیعه وتشــكیله العدســات والمو ،مثــل والمختبـرات فــي التقنیــات البصــریة المعقــدة .لما یتمتع به من خصائص] 3[ ل الكواشف الذكیة في حق عملومؤخرًا أست التجاري والصناعي والتي تعرف على الصعید من المواد المهمة صناعیًا )PMMA(یعد بولي مثیل میثاكریالت كما س(Organic Glass) بالزجاج العضوي Persp)أو البرسبك ex) نها تعتبر من الرانتجات الصناعیة التي یمكن تلوی اذ یعد ة عن استعمالها " اعمال الدیكور واالثاث فضالفي بسهولة بالوان مختلفة لتستعمل بشكل واسع في صناعة االشكال الهندسی .]4[ واالغراض الزراعیة كمــا .(Cross linking)او تشــابكها (Degradation)البــولیمرات هــو انحاللهــا فــي لألشــعة الــرئیسالتـأثیر أن ونواتجهـا تغیـر فـي كوالتشـابعملیتـي التحلـل مـن یتولـد اذ، التغیـرات الرئیسـة فـي خـواص البـولیمر ویمثل هذان التأثیران اسلفنا، .]6[.المستخدم اإلشعاعونوع ،على مدة التشعیعیعتمد الذي بعض الخواص البصریة مثل تغیر لون البولیمر المشعع الجزء العملي PM( ) مثیـل میثـاكریالت (لقد استخدمت طریقة الصب لتحضیر مادة البـولي M A ( وذلـك لعـدم احتیاجهـا إلـى .سمك متساو تقریبا ي مساحة كبیرة نسبیا وذيطتها تحضیر نماذج ذاویمكن بواس، تقنیات متقدمة وأجهزة معقدة األلمانیــة ) (Dentaurumالنمـاذج علــى شـكل أفـالم مكونــة مـن خلـیط مــن البـولیمرالنقي المجهـز مــن شـركة رتحضـ PMعن طریق إذابة (%99.99)نقاوة وب M A في الكلورفورم ثـم صـب الخلـیط فـي أحـواض زجاجیـة للحصـول علـى أغشـیة ذي indicating micrometer 0.25nmقیس سمك النماذج المحضـرة باسـتخدام جهـاز . مایكرون 20بولیمریة بسمك ) .100µm-0(المــدى PM البــولیمر أغشــیة شــععت M A عالمصدرالمشــاســتخدام النقــي ب (Sr 90 /Y 90) (الفعالیــة االشــعاعیة يذ (100µC مقــداره وعمــر نصـــف(28.5Year) مـــن قبــل شـــركة (31/10/1978)والمصـــنع بتــاریخ (Phy we) األلمانیـــة. .متواصلة ساعة 240من المصدر المشع ولمدة (1mm)األغشیة أمام المصدر المشع وعلى بعد توضع ــــــاف مــن نـــوع كـل مــن لقـد ســجل UV-160A UV-VISطیفــي النفاذیـة واالمتصاصــیة باســتخدام مطیـ Recording Sp ectrop hotometer) ( المصـنع مــن شـركة شـیمادزو الیابانیـة ولمـدى مــن األطــوال الموجیـة یتـراوح بــین nm )190-1100( جمیع القیاسات في درجة حرارة الغرفة تسجلاذ. شةوالمناق النتائج ):A(االمتصاصیة -1 لبـولي مثیـل میثـاكریالت VISوالضـوء المرئـي UVطیـف االمتصـاص لألشـعة فـوق البنفسـجیة ) 1(یمثـل الشـكل )PM M A( ان الزیـادة الحاصـلة فـي قبـل التشـعیع عن البـولیمر النقـي المشععونالحظ زیادة في االمتصاصیة للبولیمر النقي، تتـرابط االواصـر البولیمریـة بالتشـعیع ممـا یــؤدي ،اذ واص البصـریة للبـولیمر المشـعع زیـادة الخـ مـننسـبة االمتصاصـیة ناتجـة لوحــدة المســاحة، ویمكـن حســاب هـذه النســبة مــن الـى تشــابك بالسالسـل البولیمریــة، وهـذا یــؤدي الــى زیـادة الكثافــة البولیمریـة .والكثر من نقطة خالل حساب اعلى نسبة امتصاصیة بعد التشعیع الى اعلى امتصاصیة قبل التشعیع : (T)النفاذیة 2- ]9[ هي النسبة بین شدة الضوء النافذ في المحلول إلى شدة الضوء الساقط IHJPAS 2010) 3( 23المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة PM)بولي مثیل میثاكریالت طیف االنبعاث للبولیمر )2(یمثل الشكل M A) ولیمر و والمشعع نالحظ بان طیف االنبعاث للـب PM)بولي مثیل میثـاكریالت اقل من البولیمر ععالمش M A)زداد بھـذا التشـعیع قبـل التشـعیع ى ان نسـبة النفاذیـة ـت ، داللـة عـل .بزیادة الطول الموجي -:االنعكاسیة 3- :]10[اآلتیة االنعكاسیة باستخدام العالقة حسبت R+ T +A=1 ----------------(1) االمتصاصیة) A(،النفاذیة) T(، االنعكاسیة) R: (ان اذ ولیمر العالقة البیانیـة بـین االنعكاسـیة والطـول المـوجي 3)(یمثل الشكل PM)بـولي مثیـل میثـاكریالت لـب M A)ععوالمشـ ، PMالغشیة تزداد ) R(ونالحظ من الشكل بان االنعكاسیة M A بزیادة الطول الموجي المشععة. -: معامل الخمود4- ]12[ اآلتیة یمكن حساب قیم معامل الخمود من المعادلة   4 a Ko  ------------------- (2) 9.الطول الموجي) λ(، معامل االمتصاص) α(، معامل الخمود (ko): ان اذ -:معامل االنكسار -5 : ]13[ اآلتیة یمكن حسابھ من المعادلة )no(معامل االنكسار (3) ----------------   R R K R R n                     1 1 1 1 1 2/1 2 0 2 0 نالحظ ععوالمش(PMMA)اكریالت لبولیمر بولي مثیل میثلطاقة الفوتون "معامل الخمود دالةتغیر ) 4(یمثل الشكل و بولیمر النقي ثابت تقریبا عند الطاقات الواطئة ثم یقل تدریجیا بصورة قلیلة ثم یزداد عند من الشكل بان معامل الخمود لل فنالحظ بان معامل الخمود ثابت تقریبا عند الطاقات الواطئة ثم یزداد سریعا عند عع الطاقات العالیة أما البولیمر المش .طاقات العالیة ال ــكل ــ) 5(امـا الش ي والمش ــولیمر النـق ون للب ــة الفوـت ــار دالـة لطاق ــر معامـل االنكس ل تغی ــل ععفیمـث ــي معام وان طبیعـة منحن النعكاسیة ونالحظ من الشـكل ان ، االنكسار مشابھة تقریبا لطبیعة منحني االنعكاسیة وذلك العتماد معامل االنكسار على ا النكسار بزیادةالزیادة السریعة بقی ولیمر المشـ ععطاقة الفوتون للبولیمر النقي والمش م معامل ا ععلكن قـیم معامـل االنكسـار للـب .سریعا بعدھا ثم تقل eV (5.0) الطاقة عند قیمة ) 4.49( البالغةذروتھا مقدار تصل الى -:ثابت العزل الحقیقي والخیالي6- ـــمن خ) Є2(والخیالي ) Є1(الحقیقيثابت العزل الكھربائي بجزئیھ حسب ــ :]13[ اآلتیتین الل العالقتینـ Є1 = no 2 _ Ko 2 -----------(4) ---------- (5) Є2 = 2noKo ون السـاقطة ) 6(یمثل الشكل ت العـزل ،تغیر ثابت العزل الكھربائي الحقیقي مع طاقة الفوـت ونالحـظ مـن الشـكل أن ثاـب ــي ــي یتصـرف مثـل تصـرف منحن ت العـزل الحقیق ــظ ان منحنـي ثاـب ون السـاقط كمـا یالح ــة الفوـت ي یـزداد بزیـادة طاق الحقیـق ت العـزل الكھربـائي الخیـاليف) 7(أما الشكل . االنكسار ولیمر ،یمثل العالقة بـین ثاـب ون السـاقط ألغشـیة الـب ل وطاقـة الفوـت قـب . ویالحظ من الشكل ان طبیعة تغیر منحني الجزء الخیالي لثابت العزل مشابھة لطبیعة منحني معامل الخمود وبعد التشعیع االستنتاجات ذذلك للتغیر الحاصل في التركیب البنائي للبولیمر، واالمتصاصیة ادى الى زیادة عیعان التش 1- ط ا یؤدي التشعیع الى تراب .في االواصر بین السالسل البولیمریة وزیادة كثافة البولیمر ل من بعد التشعیع اظھرت النتائج 2- 10ان معامل االمتصاص اق 4 cm -1 ر الت الكترونیة غی وھذا یعني حصول انتقا .وممنوعةمباشرة مسموحة حافظ على طبیعة انتقالھ غیرالمباشرة انما)PMMA(من طبیعة االنتقاالت االلكترونیة ألغشیة البولیمرعیع لم یغیر التش 3- ط )PMMA(البولي مثیل میثاكریالتأدى تشعیع -4 بصریة بزیادة طاقة الفوتون الساق ثوابت ال إلى زیادة في ال المصادر 1- Osswald, T. A. (1998). "Polymer Processing Fundamentals", Hauser Pubs., Munich. 2- Harman, F. M. (1976). "Encyclopedia of Polymer Science and Engineering", 2nd Ed, . 15, p(377-397), IHJPAS 2010) 3( 23المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة 3- Ballato, J. (2003) "Novelpolymr ic optical fibers amplifiers and lasers", National textile c enter research Briefs-Materials competency, ، جامعة الموصل، "كیمیاء اللدائن" 1993)(اكرم عزیز محمد،-4 ).2 ,(23J. Sol. Egypt (2000) G. A. ,Addle-5 6- BAJP AI ,R .et al. (2003), Bull. Mater. Sci., 26(4):401–405. © Indian Academy of Sciences.9 7. Hasan ,B.A. (2005),J.of colloge of Education, 5,449-465. ، العــــــدد الخامس، مجــــلة كلیة التربیة ،الجامعة المستنصریة (2005) ,،محمد جواد ، یاسین 8- .، ,384-371ص ، العــــــدد الخامس ،مجــــلة كلیة التربیة ، الجامعة المستنصریة (2005) ،محسن صلبوخ ، رھیف -9 . 384-371ص ــعة المستنصریة (2008) ،عبد الكریم ، لفتة -10 ـــلة كلیة التربیة ، الجامـــ ـــــــدد ،مجــــــــ العــــ 341-328ص ،االول 11-Arthur, W.A. (1973), Textbook of physical chemistry, University of Southern California 12- Habubi, N. F.; Mishjil, K. A.; Hassoni,M. H. (2005), J. Of Education, 5, 410 13- Mutter, S. F. ; Ibrahim,A. E. and Tawfig,S. A. (2000), Si J. Iraqi Atom ic Energy Commission, 2, 167. ]11[ (PMMA)یمثل التركیب البنائي لسالسل بولیمر :)1(شكل IHJPAS 2010) 3( 23المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة قبل وبعد التشعیع PMMAالطول الموجي واالمتصاصیة لالغشیة یوضع العالقة بین ): 2(شكل ع PMMAلالغشیة (T)یوضح العالقة بین الطول الموجي والنفاذیة ): 3(شكل قبل وبعد التشعی جمیع االشكالىلا تمثل البولیمر قبل التشعیع، بالنسبة bتمثل البولیمر بعد التشعیع ، a ان اذ- 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 Waevlength T % T% b T% a 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0 200 400 600 800 1000 1200 Wevelength a b s Abs. b Abs. a (nm A b s o rp ti o n A % T ra n sm is si o n T % (nm) IHJPAS 2010) 3( 23المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة قبل وبعد التشعیع PMMAلالغشیة (R)یوضح العالقة بین الطول الموجي واالنعكاسیة :)4(شكل قبل وبعد التشعیع PMMAلالغشیة (K0)ومعامل الخمود طاقة الفوتونیوضح العالقة بین :)5(شكل 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 200 400 600 800 1000 1200 waevle ngth R R b R a 0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 0.0014 0.0016 0.0018 0 1 2 3 4 5 6 7 Photon energy k o K0 b K0 a R ef le ct an c e (nm) e V E x ti n ct io n c o ff ic in t IHJPAS 2010) 3( 23المجلد فة والتطبیقیة مجلة ابن الھیثم للعلوم الصر لالغشیة (n0) معامل االنكسارو (eV)مقاسا ب طاقة الفوتونیوضح العالقة بین :)6(شكل PMMA قبل وبعد التشعیع (Er)وثابت العزل الحقیقي (eV)مقاسا ب طاقة الفوتونیوضح العالقة بین :)7(شكل ع PMMAلالغشیة قبل وبعد التشعی 0 5 10 15 20 25 30 0 1 2 3 4 5 6 7 P hoton energy e r εr b εr a 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 Photon energy n o n0 b n0 a IHJPAS 2010) 3( 23المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0 1 2 3 4 5 6 7 photon enrgy e i εi b εi a (Ei) خیاليوثابت العزل ال (eV)مقاسا ب طاقة الفوتونیوضح العالقة بین :)8(شكل ع PMMAلألغشیة قبل وبعد التشعی IHJPAS IBN AL- HAITHAM J. FO R PURE & APPL. SC I. VO L.23 (3 ) 2010 The Effects of the Opticals Properties on the (PMMA) Puerty K. M. Rashid Directorate of First al-Karkh Education, Ministry of Education Abstract In this research, we st udied the effect of (β-rays) on the op tical p rop erties of p ure (PM M A) films p repared by using cast ing technique, and the op tical p rop erties for these films was st udied before and after irradiation by recording the Absorp tion and Transmission sp ectra for a range of wavelength range (190-1100) nm. and then the absorp tion and Transmission and the reflectivity , extinction coefficient, refractive index, and real and imaginary p arts of dielectric const ant was st udied. IHJPAS