M7 Funktionsklassifizierung: Thermoplast, Thermostabil und Elastomer

Thema

Die Tatsache, dass die Molekülketten dieses Polymers – deren Molekulargewicht, Kuhn-Segmentkonfiguration und topologische Verschlaufungen bereits von drei anderen Modellen dieser Gruppe als gemeinsame Basis der Kettenphysik der drei von diesem Modell beschriebenen Netzwerkarchitekturen etabliert wurden – keine chemische Vernetzung aufweisen, ermöglicht den thermoplastischen Zustand dieses Polymers: Ohne dauerhafte chemische Vernetzungspunkte können diese Molekülketten durch den bereits von einem anderen Modell dieser Gruppe detailliert beschriebenen Kriechprozess aneinander vorbeigleiten, sofern ihr Molekulargewicht das entsprechende kritische Molekulargewicht übersteigt. Das Fehlen chemischer Vernetzung bleibt bestehen, ohne dass eine nachfolgende chemische Bindung der Molekülketten erfolgt. Folglich bleibt dieser thermoplastische Zustand des Polymers beim Erhitzen unbegrenzt reversibel.

Die Tatsache, dass diese Molekülketten durch eine dichte chemische Vernetzung mit einer hohen Anzahl an Vernetzungspunkten pro Volumeneinheit verbunden sind, führt zu den duroplastischen Eigenschaften dieses Polymers: Diese dichte chemische Vernetzung bildet ein permanentes Netzwerk zwischen den Molekülketten, in dem sich kein Segment der Molekülkette frei über die Vernetzungspunkte hinaus bewegen kann, die es mit seinen benachbarten Molekülketten verbinden. Selbst eine noch so hohe Temperaturerhöhung reicht nicht aus, um diese chemische Vernetzung aufzubrechen und die Fließfähigkeit des Polymers wiederherzustellen. Die Tatsache, dass diese chemische Vernetzung dichter ist und mehr Vernetzungspunkte pro Volumeneinheit aufweist, macht dieses duroplastische Polymer unter Hitzeeinwirkung noch weniger fließfähig.

Dieses Modell beschreibt daher, unter den thermoplastischen und duroplastischen Bedingungen, unter denen es entwickelt wurde, auch eine dritte Netzwerkarchitektur, die zwischen den ersten beiden liegt: Wenn diese chemische Vernetzung hingegen locker ist, wobei die Vernetzungspunkte weit genug voneinander entfernt sind, um lange Abschnitte freier Molekülketten dazwischen zu lassen, und die Temperatur dieses Polymers deutlich über seiner Glasübergangstemperatur gehalten wird, führt diese lockere chemische Vernetzung zu einem elastomeren Zustand des Polymers, in dem die in einem anderen Modell dieser Reihe detaillierter beschriebene entropische Elastizität dominiert: Diese lockeren chemischen Vernetzungspunkte verhindern, dass das Polymer permanent fließt, wie es unter thermoplastischen Bedingungen der Fall wäre, sondern lassen diese langen Abschnitte freier Molekülketten dank derselben Temperatur deutlich über dem Glasübergang genügend Beweglichkeit, um sich zu dehnen und ihre Konformationsentropie wiederzuerlangen, anstatt starr zu brechen, wie es unter duroplastischen Bedingungen der Fall wäre. Die Tatsache, dass diese grundlegende Kettenphysik, das Molekulargewicht, die Kuhn-Segmentkonfiguration und die topologischen Verschlingungen, mit denen sich diese Modellreihe eröffnet, diese drei sehr unterschiedlichen Netzwerkarchitekturen – thermoplastisch, duroplastisch und elastomer – je nach Fehlen, Dichte oder Lockerheit dieser chemischen Vernetzung hervorbringen, bedeutet, dass es letztendlich diese chemische Vernetzung und nicht etwa eine Änderung der zugrunde liegenden grundlegenden Kettenphysik ist, die darüber entscheidet, welchen dieser drei Zustände das Polymer schließlich annimmt.

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