Rayos X
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Rayos X
Los rayos X de dispersión son ondas electromagnéticas de longitud de onda muy corta; los rayos X utilizados en los estudios de polímeros tienen longitudes de onda de aproximadamente 0,1 a 0,2 nm. Cuando las ondas de cualquier tipo se dispersan desde estructuras con las que interactúan, los ángulos de dispersión son grandes cuando las longitudes dentro de la estructura son comparables a la longitud de onda y pequeñas cuando las longitudes son grandes en comparación con la longitud de onda de las ondas. Por tanto, en el estudio de polímeros se utilizan dos tipos de dispersión de rayos X, la dispersión de rayos X de gran angular o WAXS, y la dispersión de rayos X de ángulo pequeño, o SAXS, según la escala de las características estudiadas. La dispersión de estructuras de cualquier tamaño es regular, es decir, tiene lugar en ángulos bien definidos, solo cuando las estructuras son periódicas. La dispersión generalmente se llama difracción. Las estructuras periódicas más importantes adecuadas para la investigación de WAXS son los cristales, que son periódicos en tres dimensiones.
Dispersión de ángulo ancho (WAXS)
Imagine dos conjuntos de planos paralelos con espaciamiento igual a una normal medida a los planos y deje que cada conjunto sea vertical e inclinado a el otro en ángulo recto. Estos planos cortan cualquier plano horizontal en ángulo recto y las intersecciones con dicho plano forman una serie de cuadrados idénticos de lado α. Si, en lugar de un solo plano horizontal, cortan una serie de planos horizontales con espaciado α, las intersecciones de los tres conjuntos de planos dividen el espacio en una serie de cubos de borde α, cada uno idéntico a los demás excepto por su posición y cada uno tiene un cubo idéntico tocándolo en cada una de sus seis caras. Cualquier esquina de cada cubo es también la esquina de otros siete cubos. Estas esquinas forman una celosía, una celosía cúbica simple. Ahora imagine que los tres conjuntos de planos están inclinados entre sí en ángulos diferentes de 90° y que los espacios son diferentes para los tres conjuntos, mientras que cada conjunto permanece igualmente espaciado.
SAXS
Los estudios SAXS de dispersión de ángulo pequeño (SAXS) se realizan en polímeros para la investigación de estructuras a una escala mucho mayor que las separaciones de planos cristalinos, lo que implica ángulos de dispersión mucho más pequeños que los observados con WAXS. Los ángulos típicos involucrados son del orden 18 y, para observar la dispersión a través de ángulos tan pequeños, se requiere una distancia bastante grande entre la muestra y el detector. Los experimentos de SAXS a menudo se realizan con aparatos que consisten simplemente en una caja larga, en un extremo de la cual hay un conjunto de orificios para colimar el haz de rayos X de un generador y en el otro extremo hay un trozo de película o dos-detector de rayos X dimensional. La muestra se coloca en el haz de rayos X cerca del extremo del colimador y se coloca un tope de haz para bloquear el haz de rayos X directo no difractado cerca de la película o el detector. Por lo general, la caja se puede evacuar para evitar la dispersión de los rayos X por el aire. A veces también se utilizan cámaras más elaboradas.