Modifikation des molekularen Aufbaus von Polypropylenen durch Elektronenbestrahlung und ihr Einfluss auf rheologische Eigenschaften und das Kristallisationsverhalten

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Lunkwitz
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5269804

Das Projekt umfasst die Erarbeitung von Grundlagen zur Modifikation des molekularen Aufbaus von Polypropylen in Abhängigkeit von Parametern der Elektronenbestrahlung sowie Untersuchungen zu Zusammenhängen zwischen molekularen Größen und physikalischen Eigenschaften der modifizierten Produkte, wie dem Fließ- und Kristallisationsverhalten.Ein besonderes Augenmerk liegt auf dem Einbau von Langkettenverzweigungen in linearen Polypropylen, da diese einen großen, jedoch noch nicht vollständig erforschten Einfluß auf das rheologische Verhalten von Polypropylenschmelzen und damit auf die Verarbeitbarkeit haben. Die Elektronenbestrahlung bietet das Potential, ohne den Einsatz von Polymerisationseinrichtungen und speziellen Katalysatoren den molekularen Aufbau von Polypropylen im Hinblick auf Langkettenverzweigungen gezielt zu verändern. Zur molekularen Charakterisierung wird die Gelpermeationschromatographie eingesetzt, die zur Analyse der Verzweigungsstruktur mit einem Lichtstreudetektor gekoppelt ist.Die Dehnrheologie nimmt in den Projekt einen hohen Stellenwert ein, da sie auf der einen Seite empfindlich auf Langkettenverzweigungen anspricht, auf der anderen Seit die Einschätzung eines Produktes für Verarbeitungsverfahren wie Tiefziehen und Folienherstellung zulässt. Die dehnrheologischen Untersuchungen werden in zwei Versuchsmoden durchgeführt. In Spannversuchen unter Vorgabe konstanter Dehngeschwindigkeiten erfolgt die Bestimmung der zeitabhängigen Dehnviskositäten. Kriechversuche in Dehnung unter Vorgabe konstanter Zugspannung werden durchgeführt, um stationäre Viskositäten zu erhalten, die sich möglicherweise mit den molekularen Strukturen korrelieren lassen.Darüber hinaus soll der Einfluss der Elektronenbestrahlung auf das Kristallisationsverhalten von Polypropylen untersucht werden, das für Produkteigenschaften, z.B. von spritzgegossenen Teilen oder biaxial verstreckten Folien, eine wichtige Rolle spielt. Die Arbeiten schließen thermoanalytische Methoden, wie isotherme Kristallisation und Kristallisation unter definierten Kühlraten, und rheologische Mehtoden, wie zeitaufgelöste Messungen in oszillatorischer Scherung, ein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen