Entwicklung und Charakterisierung thermotroper Polymerblends

Thema der Arbeit war die Charakterisierung und gezielte Optimierung von thermotropen Schichten. Diese Polymerblends trüben oberhalb einer einstellbaren Temperatur reversibel ein und dienen als Überhitzungs-schutz in Verglasungen oder transparenten Wärmedämmungen. Schwerpunkt bildeten rheologische Methoden in Verbindung mit FTIR- und pVT-Messungen. Als eine Blendkomponente wurden engverteilte OH-funktionalisierte Polystyrole durch kontrollierte radikalische Polymerisation synthetisiert. Diese Hydroxystyrol-Copolymere zeigen im Vergleich zu Styrol-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA)-Copolymeren (SH) und anionischen Standardpolystyrolen stark erhöhte Viskositäten aufgrund einer intermolekularen temporären Vernetzung über Wasserstoffbrücken. Die Theorie der sticky reptation von Leibler erklärt die viskoelastischen Effekte ausgezeichnet. Dagegen bilden die HEMA-Gruppen im SH kaum intermolekulare H-Brücken, sondern liegen hauptsächlich intramolekular gebunden in einer zyklischen Konformation vor. <br>Sperrige SiMe3-Gruppen am Ende der flexiblen HEMA-Seitenketten bewirken eine Erniedrigung der Glastemperatur und der Viskosität der SHs. Durch horizontale Verschiebung auf der Frequenzachse lassen sich die Masterkurven polymeranaloger Paare superponieren. Der Verschiebungsfaktor korreliert mit dem HEMA-Gehalt. Dieses Verhalten von Polymeren mit identischem Rückgrat, aber unterschiedlicher Art oder Menge von Seitenguppen wird vom iso-free volume-Konzept quantitativ beschrieben. Blends wurden mit temperatur-, frequenz- und zeitabhängigen rheologischen Tests untersucht. In Temperaturrampen äußerte sich die Phasenseparation durch zusätzliche elastische Beiträge aufgrund der entstehenden Grenzfläche. Es konnte eine heizraten-, aber nicht frequenzabhängige Hysterese gemessen werden. Mit den rheologisch bestimmten Übergangstemperaturen wurde ein Phasendiagramm konstruiert, das mit thermodynamischen Berechnungen und optischen Messungen hervorragend übereinstimmt.

Author dc:creator

• Fuchs, Konrad

Contributors dc:contributor

• Friedrich, Christian

• smart material
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