Modification of the molecular structure of polypropylene by means of electron beam irradiation and its influence on rheological properties and crystallisation behaviour.

• Applicant: Professor Dr. Helmut Münstedt
• Subject Area: Polymer Materials
• Term: from 2001 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5269792

Das Projekt umfasst die Erarbeitung von Grundlagen zur Modifikation des molekularen Aufbaus von Polypropylen in Abhängigkeit von Parametern der Elektronenbestrahlung sowie Untersuchungen zu Zusammenhängen zwischen molekularen Größen und physikalischen Eigenschaften der modifizierten Produkte, wie dem Fließ- und Kristallisationsverhalten.Ein besonderes Augenmerk liegt auf dem Einbau von Langkettenverzweigungen in lineares Polypropylen, da diese einen großen, jedoch noch nicht vollständig erforschten Einfluss auf das rheologische Verhalten von Polypropylenschmelzen und damit auf die Verarbeitbarkeit haben. Die Elektronenbestrahlung bietet das Potential, ohne den Einsatz von Polymerisationseinrichtungen und speziellen Katalysatoren den molekularen Aufbau von Polypropylen im Hinblick auf Langkettenverzweigungen gezielt zu verändern. Zur molekularen Charakterisierung wird die Gelpermeationschromatographie eingesetzt, die zur Analyse der Verzweigungsstruktur mit einem Lichtstreudetektor gekoppelt ist. Die Dehnrheologie nimmt in dem Projekt einen hohen Stellenwert ein, da sie auf der einen Seite empfindlich auf Langkettenverzweigungen anspricht, auf der anderen Seite die Einschätzung eines Produktes für Verarbeitungsverfahren wie Tiefziehen und Folienherstellung zulässt. Die dehnrheologischen Untersuchungen werden in zwei Versuchsmoden durchgeführt. In Spannversuchen unter Vorgabe konstanter Dehngeschwindigkeiten erfolgt die Bestimmung der zeitabhängigen Dehnviskositäten. Kriechversuche in Dehnung unter Vorgabe konstanter Zugspannung werden durchgeführt, um stationäre Viskositäten zu erhalten, die sich möglicherweise mit den molekularen Strukturen korrelieren lassen.Darüber hinaus soll der Einfluss der Elektronenbestrahlung auf das Kristallisationsverhalten von Polypropylen untersucht werden, das für Produkteigenschaften, z.B. von spritzgegossenen Teilen oder biaxial verstreckten Folien, eine wichtige Rolle spielt. Die Arbeiten schließen thermoanalytische Methoden, wie isotherme Kristallisation und Kristallisation unter definierten Kühlraten, und rheologische Methoden, wie zeitaufgelöste Messungen in oszillatorischer Scherung, ein.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Klaus Lunkwitz