Rheologie – Teil 2

3.1 Stabilitätsuntersuchung von viskoelastischen Substanzen in
Abhängigkeit von der Amplitude
a) bei der Deformationsvorgabe
Abb. 3.3
Es wird die Stabilität der Strukturen von viskoelastischen Substanzen bei
zunehmender Deformation gemessen. Dies ist z.B. bei der Qualitätskontrolle
von Polymerschmelzen, Gelen und hochkonzentrierten Dispersionen von
Interesse.
lg G´
lg G´´
Dieser Versuch wird meist gewählt, um die Grenze des linear-viskoelastischen
Deformationsbereichs zu bestimmen. Der Wert von G '( γ ) (auch von G"( γ ) bzw. von
η *( γ ) ) fällt bei der kritischen Grenzamplitude γ1 steil ab. Für Amplituden kleiner als
der Wert γ1 bleibt G’ (bzw. G“, η * ) auf einem konstant hohen Plateauwert, d.h. die
Struktur der untersuchten Substanz bleibt unzerstört stabil. Für Amplituden größer
als γ1 wird der linear-viskoelastische Bereich überschritten (d.h. die Fließphänomene
sind mathematisch meist nicht mehr eindeutig beschreibbar). Die Substanzstruktur
wird nun zerstört.
Es gelten folgende in der Praxis gewonnene kritische Grenzwerte (als Anhaltswerte)
für die Grenzdeformation γ 1 :
- bei Polymer-Schmelzen und Polymer-Lösungen:
1 1 γ ≤
Die G '( γ ) -Kurve fällt meist schon bei kleineren Deformationen ab als die
G"( γ ) - Kurve.
- Bei Substanzen mit Netzwerken (z.B. physikalische Überstrukturen bei
konzentrierten Dispersionen oder bei kristallinen Makromolekülen, bzw.
chemische Netzwerke bei Gelen oder Duroplasten):
γ1 ≤ 0,01
D.h. nur relativ kleine Deformationen sind möglich.
γ1
γ
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