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Zur Rheologie und Lichtstreuung von Poly(propylencarbonat)

Borchardt, Endres - Universität Hamburg (2014)


Das Material PPC weist in der Schmelze typisches pseudoplastisches Verhalten auf. Dies wurde anhand von stationären Scherfließexperimenten gezeigt. Die Ergebnisse aus stationären Scherfließexperimenten konnten mit denen aus Oszillationsexperimenten korreliert werden. Die COX-MERZ- und die LAUN-REGEL sind für PPC gültig.

Master-Kurven, die das Verhalten von PPC in der Schmelze über einen weiten Frequenzbereich abbilden, konnten durch das Anwenden des TTS-Prinzips generiert werden. Das temperaturabhängige Fließverhalten von PPC lässt sich unabhängig vom Carbonatgehalt über den gesamten untersuchten Temperaturbereich mithilfe der WLF-Beziehung beschreiben.

Die Fließaktivierungsenergie Ea steigt mit höher werdendem Carbonatgehalt. Sie ist unabhängig von der Molmasse.

Das freie Volumen am Glasübergang ist unabhängig vom Carbonatgehalt. Der thermische Expansionskoeffizient αf und somit die Entwicklung des freien Volumens in Bezug auf die Temperatur sinkt mit steigendem Carbonatgehalt.

Die Relaxationszeit λco beschreibt die Beweglichkeit der Kettensegmente im Verhakungsnetzwerk. Sie ist abhängig von der Molmasse und vom Carbonatgehalt. Die Änderung der Relaxationszeit λco mit der Molmasse λco/ΔMw ist ebenso abhängig vom Carbonatgehalt. Diese Änderung λco/ΔMw ist umso größer, je geringer der Carbonatgehalt ist.

Die längste mittlere Relaxationszeit λ0 kann als ein Maß für die Beweglichkeit des gesamten Makromoleküls in der Schmelze angesehen werden. Sie ist abhängig vom Carbonatgehalt. Je größer der Carbonatgehalt ist, desto steifer ist die Polymerkette und desto größer sind die λ0-Werte.

Die elastischen Eigenschaften der Schmelze, die durch N1 bzw. ψ1 beschrieben werden können, sind abhängig vom Carbonatgehalt. Eine Schmelze mit hohem Carbonatgehalt weist im Vergleich zu einer Schmelze mit niedrigem Carbonatgehalt über den gesamten untersuchten Frequenzbereich höhere N1- bzw. ψ1-Werte auf.

Die Verhakungsmolmasse Me ist abhängig vom Carbonatgehalt. Die Verhakungsmolmasse Me sinkt mit steigendem Carbonatgehalt. Die Werte der kritischen Molmasse Mc liegen abhängig vom Carbonatgehalt zwischen 12 000 und 16 000 g/mol.

Die Molmassen von PPC-Proben lassen sich mithilfe der in dieser Arbeit bestimmten|η*0|-Mw-Beziehungen aus Ruhescherviskositätsmessungen ermitteln.


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