Viskoelastizität und mikroskopische Bewegung in dichten Polymersystemen: 399. Sitzung am 2. Februar 1994 in Düsseldorf
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| Format: | Elektronisch E-Book |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
VS Verlag für Sozialwissenschaften
1995
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| Schriftenreihe: | Nordrhein-Westfälische Akademie der Wissenschaften, Natur-, Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften. Vorträge
416 |
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| Online-Zugang: | Volltext |
| Beschreibung: | Langkettige lineare Polymere in der Schmelze oder in konzentrierter Lösung zeigen eine Reihe anomaler viskoelastischer Eigenschaften. Besonders spektakulär ist das Auftreten eines Plateaus in der Zeitabhängigkeit des dynamischen Moduls, das sich mit wachsender Kettenlänge immer mehr ausweitet [1]. In diesem Plateaubereich ist die Spannung proportional zur Dehnung - es gilt das Hookesche Gesetz: Die Polymerschmelze, obwohl eine Flüssigkeit, verhält sich elastisch. Dieses Verhalten erinnert an die Gummielastizität von miteinander chemisch vernetzten Polymeren. Der dort auftretende Modul fällt allerdings nicht bei langen Zeiten auf Null ab - es gibt keinen Fließbereich. Der Betrag des Moduls der Gummielastizität ist proportional zur Temperatur und umgekehrt proportional zur Maschenweite des Netzwerks. Die Proportionalität zur Temperatur wird durch entropische Kräfte bewirkt, die als eine Konsequenz der Konformationsentropie der geknäuelten Ketten zwischen den Netzpunkten entstehen. Diese Konformationsentropie ergibt sich aus der Anzahl der möglichen Anordnungen von Kettensequenzen im Raum. Nach dem zentralen Grenzwertsatz ist die wahrscheinlichste Anordnung diejenige eines Gaußschen Knäuels, d. h. , die Polymerkette führt einen Zufallsweg im Raum aus. Werden nun Kettenstücke gestreckt, so wirkt eine entropische Kraft, die sich aus der Ableitung der freien Energie ergibt, die diese gestreckten Segmente wieder in den wahrscheinlicheren geknäuelten Zustand zurückzuführen strebt. Ausgehend von dieser Analogie zur Gummielastizität liegt es nahe anzunehmen, daß die Ursache des elastischen Verhaltens von Polymerschmelzen durch netzwerkartige Verschlingungen der Polymerketten untereinander bewirkt wird. Damit wird die Schmelze zu einem temporären Netzwerk |
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