聚合物材料在當今社會的各個方面都有著廣泛的應用，從包裝材料到航空航天工程。實際上，幾乎每個應用都需要特定的且通常是不同的屬性。這些性能主要由聚合物材料的結構決定。
聚合物材料的主要指標包括聚合物類型（例如聚乙烯PE或聚丙烯PP）或其結晶度。聚合物也表現出不同的微觀結構，比較類似鋼等普通金屬合金中的微觀結構。這些微觀結構也會影響聚合物材料的力學性能。
人們普遍認為，在聚合物基體中引入添加劑或顏料有助于對不同性質（如光學或物理性質）進行微調。高度工業化環境中的用戶和生產商能夠快速篩選產品以確保其具有適當的特性，這一點尤為重要。
進行這種篩選的一種簡單而快速的方法是使用X射線衍射（XRD）結合全譜圖分析進行細化。這種方法是QC/QA或研究相關應用的理想解決方案。
在最近的一項研究中，Thermo Scientific™ 阿爾™ EQUINOX 100衍射儀用于評估一些關鍵聚合物性能。
材料類型和多態性的鑒定
分析后，將獲得的結果與ICDD PDF4+有機數據庫進行比較，結果顯示并證實是為高密度聚乙烯（HDPE）和等規聚丙烯。
額外的定性相分析證實了聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）類材料的存在。
結晶度（DOC）
通過使用MDI JADE ，可以通過無標準細化方法直接測定結晶度（Degree of Crystallinity，D）。這種方法涉及通過Rietveld方法對衍射圖案進行反褶積，直接確定非晶貢獻的強度。
在該示例中，非晶態含量（以w%為單位）計算使用了0.85 g/cm3的密度，自信地提供了具有高D值和低D值的PE和PP樣品的結果。
多態性與晶粒尺寸
將采集的數據與ICDD PDF4+有機數據庫進行比較，突出顯示主要為β-PP（藍色）和微量α-PP（灰色）。發現β-PP（33nm）和α-PP（10nm）的結構域大小不同。
應注意的是，α-PP和β-PP的共生結構是材料性能的核心，這促使這一觀察結果在工業應用中得到廣泛應用。
添加劑和顏料
在本文給出的示例中，將XRD應用于具有嵌入Al和TiO2（金紅石）顆粒的樹脂樣品，量化了98%（XRF:98%）、0.9%TiO2（XRF:0.74%）和1.1%Al（XRF:1.16%）的非晶態含量。
這些結果是通過使用MDI JADE 2010進行全模式Rietveld細化實現的，這為用戶提供了一種可靠且無標準的非晶含量定量方法。
儀器與實驗
Thermo Scientific™ ARL™ EQUINOX 100 X射線衍射儀采用定制設計的Cu（50 W）或Co（15 W）微聚焦管，該微聚焦管配備鏡像光學元件。
由于系統功率較低，因此無需使用外部冷水機或額外的外圍基礎設施。因此，儀器可在實驗室之間或從實驗室運輸至現場。
阿爾™ EQUINOX 100非常適合反射和透射測量。與其他傳統衍射儀相比，該儀器還提供了快速的數據采集時間。這是由于其獨特的彎曲位置敏感檢測器（CPS），能夠同時實時測量所有衍射峰。
在此處強調的XRD測量中，在5分鐘的透射幾何中測量了PE（聚乙烯）和PP（聚丙烯）的薄片樣品。使用Cu-Kα輻射對樹脂樣品進行總共38分鐘的測量。
從臺式ARL獲得的數據質量™ EQUINOX 100可與普通大功率落地式儀器相媲美。
