Untersuchungen zum Dehnverhalten verschiedener Polyacrylamidlösungen mittels synchroner Messungen von Spannungen und Fließgeschwindigkeiten

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Das Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Klärung des Zusammenhangs zwischen dem molekularen Aufbau und dem Strömungsverhalten von Polymerschmelzen. Hierzu sollen die lokalen Deformationsgeschwindigkeiten und Spannungen sowohl im Einlauf als auch im Innern einer Schlitzdüse erfaßt werden. Die Geschwindigkeiten werden mit Hilfe eines vorhandenen Laser-Doppler-Anemometers gemessen. Für die Bestimmung der Spannungen wird eine Apparatur zur Messung der optischen Spannungsdoppelbrechnung aufgebaut, die auf der von Chow und Fuller entwickelten 2-Farben-Spannungsdoppelbrechnung basiert. Diese Methode ermöglicht die orts- und zeitaufgelöste Bestimmung der Schubspannungen und der Normalspannungsdifferenzen. Zusammen mit der Erfassung der lokalen Scher- und Dehngeschwindigkeiten kann somit eine scher- und dehnrheologische Charakterisierung der Materialien unter verarbeitungsnahen Bedingungen erfolgen. Von besonderem Interesse sind dabei die in der Symmetrieebene des Einlaufs vorliegenden planaren Dehnströmungen. Grundlegende Untersuchungen der Einlaufströmungen werden an einem langkettenverzweigten und an einem linearen Polyethylen durchgeführt, die sich in ihrem Fließverhalten signifikant unterscheiden. Darüber hinaus wird die hohe Zeitauflösung der Geschwindigkeits- und Spannungsmessung eingesetzt, um Strömungsvorgänge im Einlauf und in der Kapillaren beim Auftreten der verschiedenen Formen des Schmelzebruchs zu untersuchen.