Energie dünner, flüssiger Polymerfilme in einem Spalt

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Ziel des geplanten Vorhabens ist, das Verhalten von Polymerschmelzen in dünnen Spalten besser zu verstehen. Dazu soll die Kraft zwischen einer ebenen und einer kugelförmigen Festkörperoberfläche, die durch einen polymergefüllten Spalt getrennt sind, analysiert werden. Aus der Kraft F erhält man mit Hilfe der Derjaguin-Näherung die Energie des Polymerfilms pro Fläche VA(d)=F(d)/2pR (d: Spaltdicke, R: Kugelradius). Beabsichtigt ist, die Messungen mit einem selbstgebauten "particle interaction apparatus (PIA)" durchzuführen. Das Design ist eng an die Konstruktion kommerzieller Rasterkraftmikroskope angelehnt. Herkömmliche Kraftmessungen sind aus praktischen Gründen auf Polymere beschränkt, die bei Raumtemperatur flüssig sind. Geplant ist, in der ersten Antragsperiode PIA so aufzubauen, dass Messungen bis 140°C möglich sind. Damit können Standardpolymere, wie z.B. Polystyrol, untersucht werden. Zunächst stehen zwei Fragen im Mittelpunkt: Gibt es bei Polymeren, die nicht an die Festkörperoberflächen adsorbieren, nur kurzreichweitige (d kleiner als RG) Kräfte (wie von de Gennes [1] vorhergesagt)? Entmischungen Polymergemenge unter geeigneten Bedingungen bei Verringerung der Spaltdicke?