Röntgenographische Bestimmung des Verhältnisses von kristalliner zu amorpher Substanz in Zellulosefasern

Es wird eine Methode zur Messung des kristallinen Anteils der Zellulosefasern entwickelt, die sich zur Untersuchung ganzer Faserserien eignet. Vorausgesetzt wird gleiche Dichte der nichtkristallinen Substanzanteile aller Zellulosefasern, so daß die neben der Orientierung für den Gebrauchswert der Fasern entscheidende Packungsdichte dem kristallinen Anteil proportional gesetzt werden darf. Grundlage der Messung bildet die Trennung von Reflex‐ und Untergrundsschwärzung in den azimutalen Schwärzungsdiagrammen der Röntgeninterferenz A 0 , wie sie zur Bestimmung der Orientierung aus der azimutalen Halbwertsbreite benutzt werden. Die Reflexschwärzung wird aus der geometrischen Theorie der Röntgenstrahlinterferenzen an Kristallen abgeleitet, während die untergrundsschwärzung als Flüssigkeitsstreuung der röntgenamorphen Substanz aufgefaßt wird. Aus diesen Überlegungen entspringt die Forderung nach Verwendung monochromatischer Strahlung und nach Ausschaltung der Luftstreuung, deren störender Einfluß experimentell bewiesen wird, durch Evakuieren der Kamera. Es ergibt sich, daß das Verhältnis von kristalliner zu amorpher Substanz außer dem Verhältnis von „Berg” zu Untergrund im azimutalen Schwärzungsdiagramm noch der Integralbreite des Reflexes proportional ist. Der Proportionalitätsfaktor ist der Quotient je einer Strukturkonstante der kristallinen und der amorphen Substanz. Erstere wird dadurch gewonnen, daß die Zellulosemolekülteile des Strukturmodells von Meyer und Misch für native Zellulose in die Andreß‐Meyer‐Marksche Elementarzelle für Hydratzellulose übertragen werden, letztere stellt das Verhältnis von wirklicher zu klassischer Streuung der amorphen Substanz dar, das zwischen 1 und 2 geschätzt wird. Für den kristallinen Anteil der gemessenen Bemberg‐Faser folgt daraus ein Wert zwischen 13 und 23 Prozent. Bevor aber die Abweichung von dem für Kunstseide anderweitig geschätzten Wert von 20–25% zur Erklärung der gegenüber Viskose‐Fasern allgemein niedrigeren spez. Reißfestigkeit der Kupferseide‐Fasern als Folge geringerer Packungsdichte herangezogen werden kann, was nach der Vorstellung einer Verfilzung der Fransenmicellen bei der Ausfällung der Zellulose denkbar wäre, ist das Verfahren erst noch auf andere und insbesondere auch auf Viskose‐Fasern anzuwenden, was geplant ist, sobald die äußeren Umstände es erlauben.