Phasenstruktur, molekulare Konformation und Fließverhalten flüssigkristalliner Polymere

Die Orientierung von flüssigkristallinen Polymeren im Scherfeld wird mit ²H-NMR-Spektroskopie und Neutronenkleinwinkelstreuung untersucht. An nematischen Seitenkettenpolysiloxanen wird überprüft, ob eine Korrelation zwischen Fließverhalten und Polymerkonformation oder Phasenstruktur besteht. Innerhalb einer Reihe statistischer Copolymere aus Struktureinheiten mit Alkylspacern unterschiedlicher Länge (4 oder 6 CH2-Einheiten) wird an Hand von in situ-²H-NMR-Spektroskopie unter Scherung zwischen Shear-Alignment (stabile Direktororientierung nahezu in Fließrichtung) und Tumbling (keine stabile Direktororientierung, Ausbildung einer Polydomänenstruktur) unterschieden. Mit zunehmendem Anteil an Struktureinheiten mit langem Spacer wird ein Übergang von Shear-Alignment nach Tumbling beobachtet. Die Neutronenstreuung zeigt, dass mit wachsendem Anteil an langem Spacer eine Verschiebung von prolater zu oblater Knäuelstruktur erfolgt. Röntgenexperimente belegen, dass der Anteil smektischer Cluster mit dem Gehalt an langem Spacer steigt. Diese Veränderung der Phasenstruktur innerhalb der Copolymerserie wird, in Analogie zu niedermolekularen Nematen, als primäre Ursache für den Übergang von Shear-Alignment zu Tumbling gesehen. <br>Ferner werden erste ²H-Rheo-NMR-Ergebnisse aus Untersuchungen an dem lyotrop nematischen Hauptkettenpolymer Polyphenylenterephthalamid (PPTA) und einem smektischen Seitenkettenpolymer vorgestellt. PPTA zeigt eine Direktororientierung in der Geschwindigkeitsgradienten-Geschwindigkeits-Ebene. Für das Seitenkettenpolymer in der SA-Phase erweist sich die Schichtorientierung bei einer durch das Magnetfeld stabilisierten Ausgangsorientierung des Direktors in neutraler Richtung als weitgehend stabil, während eine Monodomäne mit anfänglicher Direktororientierung in Richtung des Geschwindigkeitsgradienten schon bei Scherraten kleiner 1 s-1 zerstört wird.

Author dc:creator

• Becker, Patrick

Contributors dc:contributor

• Schmidt, Claudia

• Shear-Alignment
• tumbling

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