Kunststofftechnologie 2 (Subject) / Rheologie Polymerschmelzen (Lesson)

Blatt 2 Teil 1

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• Welches Fließverhalten zeigen Polymerschmelzen und warum? strukturviskos, weil: Ketten werden entknäuelt, Verhakungen und Verschlaufungen gelöst --> Orientierte Moleküle können leichter voneinander abgleiten viskoelastisch, weil: Molekül ist bestrebt den energieärmsten Zustand einzunehmen --> Relaxation/Verknäuelung nach dem Einwirken der Scherkräfte
• Skizziere ein Viskosität/Scherrate Diagramm einer strukturviskosen Schmelze Bei geringen Scherraten wie newtonisches Fluid, dann Scherverdünnung
• Nenne 2 verschiedene Rheometertypen Rotationsrheometer Kapillarrheometer
• Beschreibe die Funktionsweise des Rotationsrheometers Messung des Drehmoments bzw Normalkraft als Maß für die Viskosität geeignet für niedrige Scherraten
• Beschreibe die Funktionsweise des Kapillarrheometers Messung der Viskosität über Geometrie, Druckverlust und Volumenstrom geeignet für hohe Scherraten
• Beschreibe die Funktionsweise des MFI-Geräts Verdichtung des Polymers in einer Kapillare Belastung mit bestimmtem Gewicht, Temperatur Drücken durch eine Düse Messergebnis bezogen auf Masse, die in 10min durchfließt
• Was bedeutet die MFI Messung: 190/20 4g/10min ? Messung bei 190°C, Gewicht 20g Es sind 4 g in 10 min aus der Kapillare ausgetreten
• Was bedeutet ein hoher MFI? (3 Punkte) geringe Molmasse des Polymers geringer Verzweigungsgrad niedrige Viskosität der Schmelze
• Beschreibe den Torsionsschwingversuch Dynamisch-mechanische-thermische-Analyse Messung bei geringer Deformation, im Gültigkeitsbereich des Hookschen Gesetzes
• Welche Ergebnisse liefert der Torsionsschwingversuch? (5 Punkte) Verlauf des Schubmoduls G abhängig von Temperatur Tg Tm Tz Unterschiedung Elastomer-Duromer-Thermoplast Bestimmung des Gebrauchstemperaturbereichs Aussagen über Energie-/Entropieelastizität und viskoelastisches Verhalten
• Was bedeutet Energieelastizität? tritt auf bei harten, spröden Materialien vollständige Rückverformung nach beenden der äußeren Krafteinwirkung
• Was bedeutet Entropieelastizität? tritt bei gummielastischen Materialien auf Bestreben, den Zustand höchster Entropie einzunehmen Relaxation nach der Krafteinwirkung
• Beschreibe die DSC Messung Erwärmung von Probe und Referenzprobe, so dass beide die gleiche Temperatur haben Messung der Differenz der Wärmeströme
• Welche Ergebnisse liefert die DSC Messung? (4/6) endotherme und exotherme Reaktionen spez. Wärmekapazität Tg, Tm, Tz Kristallisationsgrad Material der Probe (Kurven Werkstoffspezifisch) Temper- und Aushärtungsvorgänge
• Begründe den Hystereseeffekt der DSC Kurven Beim Aufschmelzen müssen die Energieen der Nebenvalenzen aufgebracht werden --> Schmelztemperatur höher als Kristallbildungstemperatur
• Was bewirkt ein Nukleierungsmittel und warum? Bildung von kristallinen Bereichen wird wesentlich früher und bei höheren Temperaturen erreicht. Partikel der Nukleierungsmittel wirken als Kristallisationskeime
• Einflüsse auf die Viskosität und Begründung (5 Punkte) M: Häufigkeit der Verhakungen nimmt mit Kettenlänge zu. η steigt Druck: weniger Freiraum zwischen Molekülen, schlechteres Abgleiten. η steigt Erhöhter Füllstoffanteil: behindern Abgleiten --> η steigt Temperatur: Kettenbeweglichkeit -> Molekülbstand-> weniger Nebenvalenzen -> η sinkt Erhöhter Erichmacheranteil: Gleitmittel zwischen Ketten, besseres Abgleiten -> η sinkt

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