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Elastisches verhalten und doppelbrechung bei gummielastischen stoffen

1971; Wiley; Volume: 16; Issue: 1 Linguagem: Alemão

10.1002/apmc.1971.050160113

1522-9505

Von G. Rehage, Ernst Erich Schäfer, J. Schwarz,

Tribology and Wear Analysis

Abstract Bei Elastomeren sind Abweichungen von den Voraussagen der statistischen Theorie zu erwarten, wenn zu kurze bzw. zu stark vorgespannte Netzketten vorliegen. Es sind ferner Abweichungen zu erwarten, wenn eine Nahordnung aufgrund des Flüssigkeitscharakters der Polymeren vorliegt. Mit Hilfe eines empfindlichen Torsionspendels wurde an vernetzterm Polymethylmethacrylat und an vernetztem Naturkautschuk in reinerm und gequollenem Zustand der Speichermodul G′ in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen. Es wurde gefunden, daß G′ in einem weiten Temperaturbereich von der Frequenz unabhängig ist und einen linearen Anstieg mit der Temperatur zeigt. Es wurde festgestellt, daß der energieelastische Anteil des Speichermoduls mit Vernetzungsgrad und Quellungsgrad ansteigt, während er nach der statistischen Theorie konstant sein sollte. Die Deutung, daß kurze bzw. vorgespannte Ketten eine wesentliche Rolle für den energieelastischen Anteil des Moduls spielen, wurde erhärtet durch Messungen an endgruppenvernetztem Polybutadien mit ziemlich einheitlicher Kettenlänge, bei dem die genannten Abhängigkeiten nicht beobachtet wurden. Aus der statistischen Theorie folgt, daß die Doppelbrechung, die ein amorpher gummielastischer Stoff zeigt, bei konstanter Verformung temperaturunabhängig ist. Es folgt ferner, daß der spannungsoptische Koeffizient beim Quellen dieser Stoffe in optisch isotropen Quellungsmitteln konstant bleibt, sofern eine Korrektur, die die Änderung des mittleren Brechungsindex des Materials berücksichtigt, angebracht wird. Es zeigte sich, daß bei vernetztem Polybutadien und bei vernetztem Styrol‐Butadien‐Copolymerisat die Doppelbrechung bei konstanter Verformung mit steigender Temperatur deutlich abnimmt. Der spannungsoptische Koeffizient nimmt beim Quellen in Tetrachlorkohlenstoff ebenfalls ab. Aus den Meßergebnissen wird geschlossen, daß in amorphen Polymeren aufgrund von Wechselwirkungskräften gewisse Pusitionen von Kettensegmenten zueinander bevorzugt sind. Diese Nahordnung nimmt mit steigender Temperatur und beim Quellen ab. In dieser Nahordnung und der Kettenlängenverteilung wird die Ursache gesehen für die charakteristische Form der Spannungs‐Dehnungskurven von ungequollenen Elastomeren im unteren Verformungsbereich, die nicht der statistischen Theorie entspricht.