Nanostruktur und Materialeigenschaften polymerer Werkstoffe. Aufklärung der Mechanismen beim Schmelzen, Kristallisieren und Belasten mit in-situ Röntgenstreuexperimenten

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Wir schlagen vor, die Veränderungen der Nanostruktur von orientierten, teilkristallinen polymeren Werkstoffen bei typischen Herstellungs- und Belastungsprozessen mit der Röntgenstreuung (Weit- und Kleinwinkelstreuung) in-situ und mit hoher Zeitauflösung zu untersuchen. Wir werden die Streubilder dann nicht wie üblich mit einem durch Interpretation gewonnenen Modell anpassen (deduktive Methodik), sondern sie mit unserer neuen CDF-Methode ohne a-priori Annahme in den physikalischen Raum transformieren, wo die tatsächliche Nanostruktur im Detail sichtbar wird. Durch die hohe Zeitauflösung werden im kontinuierlichen Film der CDFs insbesondere die Mechanismen der Nanostrukturbildung deutlich. Wir haben gezeigt, dass die automatische Methode zur Verarbeitung mächtiger Datenströme geeignet ist. Eine quantitative Auswertung der CDF erlaubt es, Kristallitgrößen und die Abstände der Domänen voneinander zu bestimmen. Mit diesem induktiven Konzept ("Bottom-Up") wollen wir in einer Experimentserie die Mechanismen in Abhängigkeit von den Prozessparametern studieren und aus den gewonnenen Einzelerkenntnissen generelle Zusammenhänge zwischen Prozessführung, Nanostruktur und Werkstoffeigenschaften ableiten. Das anwendungsorientierte Ziel sind Kunststoffteile (Fasern, Spritzgussteile) mit maßgeschneiderten Eigenschaften.