©Ulm University 2012, Othmar Marti
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15 Mechanische
Relaxation
15.1 Lernziele
Der Versuch soll die Grundlagen der Elastizitätstheorie auffrischen, die Zusammenhänge
zwischen den verschiedenen mechanischen Kenngrößen klarmachen und ein typisches
Relaxationsgebiet bei Polymeren demonstrieren. Darüber hinaus soll das Messen
mechanischer Größen kennengelernt werden.
15.2 Lerninhalte
- Hooke’sches Gesetz
- Reuss’sche und Voigt’sche Mittelung
- Elastizität - Viskosität - Viskoelastizität
- Komplexe Moduln, Nachgiebigkeiten, Viskositäten
- Kramers - Kronig - Beziehungen
- Platzwechselmodell - Relaxationsprozeß
- Glasprozeß in Polymeren
- Masterkurve - WLF-Gleichung - Aktivierungsdiagramm
15.3 Aufgaben
15.3.1 Erster Versuchstag
Kennenlernen der Apparatur, Eichen von Kraft- und Wegaufnehmer, Einbau der
Probe, Messen der Frequenzabhängigkeit des Moduls bei einer konstanten
Temperatur.
15.3.2 Zweiter Versuchstag
Messen des frequenzabhängigen Moduls bei drei weiteren Temperaturen.
Im Protokoll sollen der komplexe Modul, die komplexe Nachgiebigkeit und
eventuell der Verlustfaktor sowie die Masterkurven dieser Größen berechnet und
gezeichnet werden. Außerdem ist das Aktivierungsdiagramm des untersuchten
Relaxationsprozesses (Glasprozeß) zu ermitteln und die WLF-Gleichung experimentell
zu überprüfen.
15.4 Literatur
-
Ward, I.M.
- Mechanical Properties of Solid Polymers (1971, 1983)
-
Arridge R.G.C.
- Mechanics of Polymers (1975), Clarendon Press, Oxford
-
DTV-Lexikon der Physik
- Kapitel über Viskoelastizität
-
Eisele U.
- Introduction to Polymer Physics (1990), Springer, Berlin
-
Ferry
- Viscoelastic Properties of Polymers (1970, 1980)
Beschreibung der Meßapparatur wird zum Versuch ausgegeben.
15.5 Hinweise
- Exzerpte obiger Literatur, weitere theoretische Unterlagen und eine
Beschreibung der Apparatur werden ausgegeben.
- Bei der Vorbereitung sollte aus der Bewegungsgleichung des mechanischen
Systems die Auswerteformel abgeleitet werden.
- Als Meßprobe wird PVAc (Polyvinylazethat) oder ein anderes amorphes
Polymer verwendet.
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