Polymermechanik: Struktur Und Mechanisches Verhalten Von Polymeren

ISBN-13: 9783642648588 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 441 str.

Friedrich R. Schwarzl

Opis

Das Buch gibt einen verstandlichen Uberblick der Zusammenhange zwischen Molekularprozessen und mechanischen Eigenschaften polymerer Substanzen. Der Autor behandelt den Aufbau und die Struktur von Polymeren von einem physikalischen Standpunkt aus. Er stellt die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Kunststoffe als Konstruktionsmaterialien, das Deformationsverhalten von vernetzten Kautschuken und das Fliessverhalten von Polymerschmelzen verstandlich dar. Dazu leitet er die zugrundeliegenden Theorien von der Basis her ab und veranschaulicht die Zusammenhange durch experimentelles Erfahrungsmaterial. Das Buch wendet sich an Studenten der Kunststofftechnik mit einer Grundausbildung in Physik, Chemie und Mathematik. Es bietet dem Ingenieur ein bleibendes Rustzeug fur die technische Anwendung von Kunststoffen."

Spis treści

I Molekularstruktur und Aggregatzustände von Polymeren.- 1 Einleitung.- 1.1 Literaturauswahl.- 1.2 Historisches.- 1.3 Einteilung der makromolekularen Stoffe.- 1.4 Kurzzeichen, Firmenbezeichnungen.- 1.5 Ökonomische Bedeutung makromolekularer Stoffe.- 1.6 Die Rolle der Kunststoffe in der Ökologie.- 1.7 S.I.-Einheiten.- 1.8 Literatur.- 2 Molekularmasse und räumliche Gestalt der Makromoleküle.- 2.1 Die Molekularmasse und ihre Verteilung.- 2.2 Räumliche Gestalt und mikrobrownsche Bewegung der Makromoleküle.- 2.3 Taktizität der Vinylpolymeren.- 2.4 Literatur.- 3 Das Makromolekül in Lösung.- 3.1 Verdünnte Lösungen.- 3.2 Thermodynamische Eigenschaften der Lösung.- 3.3 Osmometrie.- 3.4 Viskosimetrie.- 3.5 Lichtstreuung.- 3.6 Gel-Permeations-Chromatographie.- 3.7 Literatur.- 4 Die statistische Gestalt der Makromoleküle.- 4.1 Die Irrflugkette.- 4.2 Die statistische Gestalt der Makromoleküle in ?-Lösung.- 4.3 Die statistische Gestalt der Makromoleküle in guten Lösungen.- 4.4 Gestalt der Makromoleküle im Glaszustand, im gummi-elastischen Zustand und in der Schmelze.- 4.5 Literatur.- 5 Struktur und Aggregatzustände der makromolekularen Stoffe.- 5.1 Einteilung der makromolekularen Stoffe.- 5.2 Strukturbild der amorphen Polymere.- 5.3 Aggregatzustände der unvernetzten, amorphen Polymere.- 5.4 Einfluß von Molekulargewicht und Vernetzung.- 5.5 Struktur der teilkristallinen Polymere.- 5.6 Aggregatzustände der teilkristallinen Polymere.- 5.7 Literatur.- 6 Spezifisches Volumen der makromolekularen Stoffe.- 6.1 Dilatometrie.- 6.2 Das spezifische Volumen amorpher Polymerer.- 6.3 Das spezifische Volumen teilkristalliner Polymerer.- 6.4 Literatur.- II Technische Mechanik von Polymeren.- 7 Das Zug-Dehnungs-Verhalten von Polymeren.- 7.1 Der Zugversuch.- 7.2 Zug-Dehnungs-Diagramm von Stahl.- 7.3 Zug-Dehnungs-Verhalten von Polymeren.- 7.4 Beschreibung des Deformationsverhaltens von Polymeren.- 7.5 Literatur.- 8 Lineares visko-elastisches Deformationsverhalten der Polymere in einfacher Scherung.- 8.1 Kriech- und Erholungsversuch; Spannungsrelaxation.- 8.2 Das Superpositionsprinzip.- 8.3 Spektren.- 8.4 Das Kriecherholungsexperiment.- 8.5 Verlauf der Kriechfunktion für amorphe Polymere.- 8.6 Der Zusammenhang zwischen Kriechen und Relaxation.- 8.7 Schwingungsmessungen.- 8.8 Näherungsgleichungen zwischen meßbaren charakteristischen Funktionen.- 8.9 Das Scherverhalten von amorphen Polymeren.- 8.10 Literatur.- 9 Zeit-Temperaturverschiebung der mechanischen Eigenschaften.- 9.1 Das Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzip.- 9.2 Zeit-Temperatur-Verschiebung für den Glas-Kautschuk-Übergang.- 9.3 Zeit-Temperatur-Verschiebung für den Fließvorgang.- 9.4 Zeit-Temperatur-Verschiebung sekundärer Relaxationsprozesse im Glaszustand.- 9.5 Lage der Aggregatzustände amorpher Polymerer im Zeit-Temperatur-Diagramm.- 9.6 Literatur.- 10 Lineares visko-elastisches Verhalten isotroper Stoffe unter dreidimensionalen Spannungszuständen.- 10.1 Komponenten des Spannungstensors und Gleichgewichtsbedingungen.- 10.2 Der Deformationstensor (für kleine Deformationen).- 10.3 Zustandsgieichungen für isotrope, linear elastische Stoffe bei kleinen Deformationen (Hookesche Theorie).- 10.4 Zustandsgieichung für isotrope, linear visko-elastische Stoffe bei kleinen Deformationen.- 10.5 Einfache Scherung.- 10.6 Isotrope Kompression.- 10.7 Einachsige Dehnspannung (der Zugversuch).- 10.8 Verlauf der visko-elastischen Funktionen für amorphe, unvernetzte Polymere.- 10.9 Literatur.- 11 Die Torsion von Stäben.- 11.1 Elastischer, kreiszylindrischer Stab.- 11.2 Visko-elastischer, kreiszylindrischer Stab.- 11.3 Torsion von rechteckigen Stäben.- 11.4 Das Torsionskriechexperiment.- 11.5 Freie gedämpfte Torsionsschwingung (Torsionspendel).- 11.6 Literatur.- III Thermische Eigenschaften von Polymeren.- 12 Spezifisches Volumen von Polymeren.- 12.1 Druck- und Temperaturabhängigkeit des spezifischen Volumens.- 12.2 Eigenspannungen in Polymeren.- 12.3 Literatur.- 13 Spezifische Wärme.- 13.1 Spezifische Wärme von Polymeren.- 13.2 Literatur.- 14 Wärmeleitung.- 14.1 Wärmeleitfähigkeit von Polymeren.- 14.2 Wärmeleitung im ruhenden Medium.- 14.3 Wärmeleitung und Wärmetransport im strömenden Medium.- 14.4 Literatur.- IV Das Verhalten der Elastomere und der Polymerschmelzen bei großen Deformationen.- 15 Die Grundlagen der Theorie der großen Deformationen.- 15.1 Kinematik der großen Deformationen.- 15.2 Deformationsgradient und Deformationstensoren.- 15.3 Deformationsgeschwindigkeitstensoren.- 15.4 Einfache Deformations- und Strömungstypen.- 15.5 Dynamik deformierbarer Media; die Erhaltungssätze.- 15.6 Hauptachsentransformation des Spannungstensors.- 15.7 Hauptachsentransformation der Deformationstensoren und des Deformationsgeschwindigkeitstensors.- 15.8 Literatur.- 16 Große Deformationen elastischer Stoffe.- 16.1 Rheologische Zustandsgieichung für isotrope, rein elastische Stoffe.- 16.2 Die rheologische Zustandsgieichung für den idealen Kautschuk.- 16.3 Statistische Theorie der Kautschuk-Elastizität.- 16.4 Literatur.- 17 Das rheologische Verhalten der Polymerschmelzen.- 17.1 Rheologische Zustandsgieichung für isotrope, rein viskose Flüssigkeiten.- 17.2 Rheologische Zustandsgieichung der elastischen Flüssigkeit nach Lodge.- 17.3 Die zeitabhängige, einfache Scherung der Lodge-Flüssigkeit.- 17.4 Das Viskositätsverhalten der Polymerschmelzen.- 17.5 Rheologische Zustandsgieichung der visko-elastischen Flüssigkeit nach Wagner.- 17.6 Literatur.- 18 Viskosimetrie.- 18.1 Das Couette-Viskosimeter.- 18.2 Das dynamische Viskosimeter.- 18.3 Das Kapillar-Viskosimeter.- 18.4 Das Schlitz-Viskosimeter.- 18.5 Das Platten-Viskosimeter.- 18.6 Das Kegel-Platte-Viskosimeter.- 18.7 Literatur.- Nachweis übernommener Abbildungen.