Struktur, Kristallisation und Schmelzen von Ethylen-1-Alken-Copolymeren
Die inter- und intramolekular homogenen Ethylen-1-Alken-Copolymere weisen eine Reihe von Besonderheiten hinsichtlich der Struktur und den Eigenschaften gegenüber heterogenen Polyolefincopolymeren auf, die mit den klassischen Methoden der Polymerwerkstoffanalytik untersucht werden. Das schließt vor allem die thermische Analyse, Röntgenmethoden und Infrarotspektroskopie ein.
Ein wesentlicher Schwerpunkt ist die Analyse der multiplen Schmelz- und Kristallisationskinetik, insbesondere niedrig-kristalliner Ethylen-1-Octen-Copolymere, das zum einen durch die oft gleichzeitige Existenz von Lamellen- und Fransenmicellkristallen bedingt ist, und zum anderen, im Vergleich zum Standardpolyethylen, extensives thermodynamisch reversibles Oberflächenkristallisieren und-schmelzen beinhaltet.
Derzeit werden die Einflussfaktoren, wie Kristallisationsbedingungen oder thermo-mechanische Vorbehandlung, untersucht, die den Betrag des reversiblen Kristallisierens und Schmelzens ändern. Diese Änderungen werden zu den Unterschieden in der übermolekularen Struktur bzw. der Kristallitmorphologie korreliert.
Eine Besonderheit der niedrig-kristallinen Ethylen-1-Octencopolymere ist deren Polymorphie, d.h. neben der Kristallisation der längeren Ethylensequenzen in der orthorhombischen Phase, arrangieren sich die kürzeren Ethylensequenzen in einer gestörten metastabilen Mesophase, das heißt solche Materialien weisen eine ausgeprägte Drei-Phasen-Struktur auf.
Diese Anteile der verschiedenen Phasen, amorph, orthorhombisch und mesomorph, sind über die Molekülarchitektur und möglicherweise über die Kristallisationsbedingungen steuerbar, was Auswirkungen auf das Eigenschaftsbild haben kann.
Die gewonnenen Daten lassen Rückschlüsse auf die Struktur und Morphologie der kristallinen Phase dieser technisch bedeutsamen Materialklasse zu, die notwendig sind, um das anwendungstechnische Potential dieser Werkstoffe zu optimieren und zu erklären. Deshalb wird die Strukturentstehung auch unter realitätsnahen Bedingungen, d.h. z.B. als Resultat des Spritzguss- oder Extrusionsprozesses, wo hohe Abkühlraten auftreten und Kristallisation unter Scherung stattfindet, untersucht.