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Elastische und viskose Eigenschaften von Polyolefinschmelzen mit verschiedenem molekularen Aufbau untersucht in Scherung und Dehnung

In der vorliegenden Arbeit wurden scher- und dehnrheologische Messungen im linearen und nichtlinearen Spannungsbereich durchgeführt, um die viskosen und elastischen Eigenschaften von Polyolefinschmelzen mit unterschiedlichem molekularem Aufbau zu untersuchen. Polyethylene (mLLDPE, LCP-mLLDPE und LDPE) und Polypropylen (lineare iPP und LCB-PP) wurden nach sorgfältiger Analyse mittels DSC, FT-IR-Spektroskopie, SEC-MALLS und dynamisch-mechanischer Versuche ausgewählt. Diese Charakterisierung ist sehr wichtig, da die Viskosität stark von der Molmasse und den Langkettenverzweigungen abhängt und die Elastizität hauptsächlich von der Verteilungsbreite und ebenfalls den Langkettenverzweigungen bestimmt wird.

Über den Einfluss der Molmasse Mw, der Molmassenverteilung (MMD) und der Langkettenverzweigungen (LCB) auf die Viskosität liegen ausgiebige Untersuchungen vor. Über die elastischen Eigenschaften ist wenig Literatur vorhanden und systematische Studien fehlen. Auch der Vergleich von viskosen und elastischen Eigenschaften in Scherung sowie in Dehnung ist von Interesse, wenngleich aus der Literatur wenig darüber bekannt ist. Daher wurden an gut charakterisierten Polyethylenen und Polypropylenen Kriecherholungsmessungen in Scherung durchgeführt, welche sowohl die Bestimmung der Viskosität η als auch Elastizität, in Form der elastischen Gleichgewichtsnachgiebigkeit Je, erlauben. Auf diese Weise konnten einerseits Korrelationen zwischen der molekularen Struktur und den linearen rheologischen Größen Nullviskosität η0 und lineare elastische Gleichgewichtsnachgiebigkeit Je0, und andererseits zwischen der Spannungsabhängigkeit von Viskosität und Elastizität gefunden werden.

Die Kriecherholversuche in Scherung wurden bei verschiedenen Messtemperaturen durchgeführt, um auch die Temperaturabhängigkeit von Viskosität und Elastizität zu untersuchen.

Darüber hinaus wurde für einige Materialien die Spannungsabhängigkeit der stationären Dehnviskosität µs und der Gleichgewichtsnachgiebigkeit in Dehnung De mittels Kriecherholversuchen in Dehnung bestimmt. Die Ergebnisse von Scher- und Dehnrheologie wurden in Bezug auf den molekularen Aufbau der Polyolefine miteinander verglichen.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Julia Resch

Julia Resch
Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe
Universität Erlangen-Nürnberg

Informationen

Freie Schlagwörter: Rheologie, Polyethylen, Polypropylen, Elastizität, Viskosität, molekularer Aufbau, GPC-MALLS
Institut / Lehrstuhl: Technische Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr. Helmut Münstedt (Betreuer), Prof. Dr. Alois Schausberger
Erscheinungsjahr: 2010
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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