Rheo-Raman | Kombination von Rheologie und Raman-Spektroskopie: Überwachung der Kristallisation und der Schmelze von LDPE und HDPE

Durch die Kombination von Rheologie und Raman-Spektroskopie können Veränderungen im rheologischen Verhalten direkt mit molekularen Veränderungen korreliert werden, wie sie für die In-situ-Überwachung der Kristallisation und der Schmelze von Polyethylen vorgestellt werden, was die Interpretation der Ergebnisse erleichtert.

1 Einleitung

Synthetische Polymere wie Kunststoffe, Gummi (Elastomere) oder Fasern spielen eine wesentliche Rolle im täglichen Leben [1]. Heutzutage werden immer mehr polymere Werkstoffe im Hinblick auf ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften speziell auf die Bedürfnisse der Kunden zugeschnitten. Daher ist eine detaillierte Analyse sowohl für die Polymerherstellung als auch für deren Verarbeitung entscheidend.

Eine zerstörungsfreie Methode, die bei dieser Aufgabe einfach und schnell hilft, ist die Raman-Spektroskopie. Die Technik ermöglicht es dem Anwender, Polymere zu identifizieren, verbleibende Monomere zu erkennen oder auch die Polymere im Hinblick auf Taktizität, Konformation oder Kristalleigenschaften zu charakterisieren [2]. Die Raman-Spektroskopie ist ideal geeignet, um Schmelz- und Kristallisationsprozesse von Polymeren zu überwachen, da sie empfindlich auf probenspezifische Molekülschwingungen reagiert, die einen einzigartigen chemischen Fingerabdruck hinterlassen.

Durch die Kombination der Raman-Spektroskopie mit einem Rheometer können gleichzeitig die Änderungen der viskoelastischen Parameter während der Schmelze und der Erstarrung überwacht werden, was einen Einblick in die physikalischen Eigenschaften des Vollmaterials ermöglicht und sie gleichzeitig mit der chemischen Struktur und der Mikroumgebung korreliert.

Die Kombination von Raman-Spektroskopie und Rheometrie ist daher nicht nur in der Wareneingangsprüfung in der polymerverarbeitenden Industrie nützlich, sondern kann auch in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen zur Charakterisierung von Polymeren während der Synthese eingesetzt werden.

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