E3 Verschränkungen und kritisches Molekulargewicht

Thema

Die Tatsache, dass das Molekulargewicht dieses Polymers – das gleiche Molekulargewicht, das ein anderes Modell dieser Gruppe auf Basis der Kettenlängenverteilung dieses Polymers ermittelt – ein für dieses Polymer spezifisches kritisches Molekulargewicht überschreitet, führt zu topologischen Verschlaufungen zwischen benachbarten Molekülketten: Jede Molekülkette, die lang genug ist, um dieses kritische Molekulargewicht zu überschreiten, wird zusammen mit ihren Nachbarketten physikalisch zwischen diesen eingeschlossen, ohne dass eine chemische Vernetzung zwischen ihnen stattfindet. Dass das Molekulargewicht dieses Polymers dieses kritische Molekulargewicht in größerem Maße überschreitet, führt zu einer größeren Anzahl dieser topologischen Verschlaufungen pro Molekülkette.

Diese Anzahl topologischer Verschlaufungen pro Molekülkette bestimmt gemäß der Netzwerktheorie, angewendet auf diese topologischen Verschlaufungen, den Modul des gummielastischen Plateaus dieses Polymers: Jede topologische Verschlaufung wirkt in dieser Netzwerktheorie analog zu einem chemischen Vernetzungspunkt in einem permanenten Netzwerk und schränkt die relative Bewegung zwischen den eingeschlossenen benachbarten Molekülketten physikalisch ein. Eine höhere Anzahl topologischer Verschlaufungen pro Molekülkette führt folglich zu einem größeren Modul des gummielastischen Plateaus.

Daher legt dieses Modell mit seinen topologischen Verschlaufungen und dem zugehörigen Modul des gummielastischen Plateaus die kritische Molmasse als Grenze zwischen zwei unterschiedlichen dynamischen Regimen für dieses Polymer fest: Unterhalb dieser kritischen Molmasse, mangels ausreichender topologischer Verschlaufungen zwischen benachbarten Ketten, bewegt sich das Polymer gemäß dem Rouse-Regime, das in einem anderen Modell dieser Reihe detaillierter beschrieben wird. Oberhalb dieser kritischen Molmasse hingegen, bedingt durch die topologischen Verschlaufungen jeder Molekülkette mit ihren Nachbarketten, bewegt sich das Polymer kriechend gemäß dem Kriechregime, welches mit demselben Kriechverhalten der Molekülketten ein weiteres Modell dieser Reihe vorwegnimmt. Sobald die Molmasse dieses Polymers die kritische Molmasse, mit der dieses Modell entwickelt wurde, überschreitet, verlässt es das Rouse-Regime ohne topologische Verschlaufungen und beginnt, sich gemäß dem Kriechregime zu bewegen.

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