Rudolf Kaiser

Torsionsschwingungen an gedehnten Hochpolymeren

ZusammenfassungMit Hilfe freier Torsionsschwingungen an ungedehnten und gedehnten Proben aus Polyäthylen, Teflon, Polyamid und Polyurethan wird der Einfluß der Dehnung auf diese teilkristallinen Polymeren untersucht.Bei Hochdruckpolyäthylen verschwindet das im allgemeinen kristallinen Bereichen zugeschriebene Dämpfungsmaximum bei 60°C nach Dehnung. Stattdessen tritt ein Maximum bei 0°C auf, das meist amorphen Bereichen zugeordnet wird. Mit Zunahme der Verformungstemperatur (20°C–85°C) rückt das Dämpfungsmaximum von 0°C bis zu etwa 40°C. Diese Ergebnisse werden dahingehend gedeutet, daß die kristallinen Bereiche bei Dehnung fehlgeordnet und (oder) verkleinert werden.Innerhalb des begrenzten Temperaturbereiches, in dem sich gedehnte Folien messen lassen, kann man bei den 3 anderen Stoffen nach Dehnung lediglich eine Veränderung des zwischen 10°C und 30°C liegenden Dämpfungsmaximums feststellen. Dieses Maximum erscheint bei gedehnten Proben etwas nach höheren Temperaturen verschoben, wie man es für stark verspannte und ausgerichtete nichtkristalline Bereiche erwartet.In einem gesonderten Abschnitt werden diejenigen Gleichungen zwischen elastischen Größen und Verlustgrößen hergeleitet, die das Verhalten eines anisotropen bandförmigen Körpers mit einer Vorzugsrichtung bei Torsion beschreiben.

Ultrarotspektrum von elektronenbestrahlten Polyäthylenfollen

Fiir W wurde die Po la r i s ie rbarke i t sowohl n a c h d e m graph i schen Ver fah ren ~) als auch n a c h e i nem N g h e r u n g s v e r f a h r e n e rmi t te l t . Bei d e m N g h e r u n g s v e r f a h r e n wird zur Vere infac h u n g die M e s s u n g yon B e d e c k u n g s g r a d e n ~) e rse tz t du reh eine Messung des Or tes m i t s t r e i f endem Auffal l der A t o m s t r a h l e n . P r ak t i s ch wird in A u f d a m p f v e r s u c h e n i m Feld der pos i t iven Spi tze du rch s y s t e m a t i s c h e s Prob ie ren die S p a n n u n g U ermi t te l t , bei der die Grenze der B e d e c k u n g gerade 30 ~ (entsp rechend der F1/iche 112) v o m Spi tzenschei te l e n t f e r n t ist. Fe rne r wird zu r i nd i r ek t en M e s s u n g des Sp i t zenrad ius n a c h einer ve rbes se r t en Methode a) die S p a n n u n g U 1 b e s t i m m t , bei der die reine Wol f r am-S p i t z e e inen F e l d e l e k t r o n e n s t r o m yon 10 .5 A liefert. I s t T die abso lu te T e m p e r a t u r der D a m p f quelle, so ist die Polar i s ie rbarke i t zu b e r e c h n e n aus :

über das UR-Spektrum von Hochdruck-, Niederdruck- und elektronenbestrahltem PolyÄthylen

ZusammenfassungEine genaue Untersuchung des UR-Spektrums von PolyÄthylen zeigt, da\ für das Dublett bei 13,8Μ eine reversible TemperaturabhÄngigkeit im Bereich von −183‡ C bis +120‡ C vorliegt. Von der Temperatur abhÄngig sind bei der 13,7Μ-Komponente die Lage des Absorptionsmaximums und die Grö\e der maximalen Absorptionskonstanten, bei der 13,9Μ-Komponente die maximale Absorptionskonstante und die Halbwertsbreite. Ein Vergleich der UR-Spektren von Hochdruckund Niederdruck-PolyÄthylen ergibt, da\ es auch mit dieser Methode möglich ist, auf eine grö\ere KristallinitÄt von Niederdruck-PolyÄthylen zwischen 20‡ C und 120‡ C zu schlie\en. Bei Zimmertemperatur betrÄgt die Halbwertsbreite der 13,9Μ-Komponente von Niederdruck-PolyÄthylen 6 cm−1, von Hochdruck-PolyÄthylen 6,6 cm−1 und von elektronenbestrahltem Hochdruck-PolyÄthylen 16 cm−1. Die Halbwertsbreite dieser Bande ist demnach ein Ma\ für die Einheitlichkeit der Anordnung. Den Messungen bei verschiedenen Temperaturen werden Untersuchungen bei mechanischer Verformung gegenübergestellt. Bereits kleine Dehnungen führen zu einem starken Abbau der kurzwelligen Komponente, die also auf Dehnung und Temperaturerhöhung Ähnlich reagiert. Es ist zu vermuten, da\ in beiden FÄllen kristalline Bereiche zerstört werden.

UR-Spektram im Hochvakuum kondensierter Abbauprodukte des Polyäthylens

ZusammenfassungAus einem mit Polyäthylen gefüllten Ofen wurden im Hochvakuum Molekeln verdampft und auf einem NaCl-Plättchen (Temperaturen zwischen −180 und +150°C) kondensiert. Die bei 20° C gemessenen UR-Spektren der Schichten zeigen (außer einer durch olefinische Gruppen verursachten Bande bei 11μ) eine starke Abhängigkeit des Dubletts bei 13,8μ von der Kondensationstemperatur. Man findet an Schichten, die im Temperaturbereich um −30° C und bei Temperaturen größer als 60°C erzeugt wurden, die 13,7μ-Komponente stärker ausgeprägt als die 13,9μ-Komponente, im Gegensatz zu den bekannten Spektren der Paraffine und Polyäthylene. Einige Möglichkeiten zur Deutung dieser Ergebnisse werden diskutiert.

Orientierung in gedehnten und getemperten Polyäthylen-Folien

ZusammenfassungMit Hilfe von UR-Messungen wird die Ausrichtung der Molekülketten in Polyäthylen bei zunehmender Dehnung messend verfolgt. Man findet unabhängig von der Struktur der Ausgangsfolie für alle stark gedehnten Folien (500%) den gleichen hohen Orientierungszustand. Bei schrittweisem Aufheben dieses Zustandes durch Tempern zeigt sich, daß die Ketten zunächst in der früheren Dehnungsrichtung eine große Zahl kristalliner Bereiche bilden und dann senkrecht zur ursprünglichen Verformungsrichtung ausweichen. Dagegen lassen sich schwach gedehnte Folien (100%) durch Tempern reversibel in ihren isotropen Ausgangszustand zurückführen. An Hand der berechneten Absorptionskonstanten wird die Frage einer Änderung des kristallinen Anteils bei Dehnung im Sinne einer Abnahme diskutiert.

Einfluß der Dehngeschwindigkeit auf Orientierung und Kristallinität von Polyäthylen

ZusammenfassungFolien aus verzweigtem Hochdruck-Polyäthylen (Dicke ca. 20μ) wurden bei drei, um den Faktor 104 verschiedenen Geschwindigkeiten gedehnt. Man findet, daß sich sowohl die Kristallinität (bestimmt ausK13,/1μ/K13,3μ) als auch die Orientierung (bestimmt aus (K¦/K⊥)13,3μ)) in den 3 Fällen nicht voneinander unterscheiden.