Grundzüge der Atom- und Molekülphysik

Jeder heise Stoff sendet elektromagnetische Strahlen aus, durch deren spektrale Zerlegung (Abschn. 7.3.8) man sein Emissionsspektrum erhalt. Dieses hat auser im sichtbaren Bereich auch Beitrage sowohl im IR- als auch im UV-Gebiet. Gluhende feste und flussige Korper und ebenso sehr stark verdichtete heise Gase senden ein sog. kontinuierliches Spektrum aus (Abschn. 7.5.3).

Schmelz- und kristallisationserscheinungen bei makromolekularen substanzen. IV. Haupt- und nachkristallisation von terylen aus dem glaszustand

Eine genaue Analyse der Kristallisationsisothermen zeigt, das innerhalb der bereits gewachsenen Spharolithe eine Nachkristallisation stattfindet. Unter der Annahme, das bei diesem Vorgang die die vollkommene Kristallisation hemmenden Hindernisse im Rahmen der Warmebewegung allmahlich uberwunden werden, wurde ein allgemeines Zeitgesetz fur die Nachkristallisation abgeleitet. Dabei wurden verschiedenartige Hindernisse und damit auch ein ganzes Spektrum von freien Aktivierungsenthalpien vorausgesetzt. In diesem Modell last sich die Abhangigkeit des erreichbaren Kristallisationsgrades von der Kristallisationstemperatur sowie der zeitliche Verlauf der Nachkristallisation verstehen. The exact ana…

Modellvorstellungen und Versuche zur Spannungsrißkorrosion in hochpolymeren Stoffen

Die Vorgange wahrend der Spannungsriskorrossion sind bei Metallen und bei Kunststoffen aus langen Kettenmolekulen wesentlich verschieden. Die innere Beweglichkeit der Kettenmolekule erlaubt es, vor allem in Gegenwart von Quellmitteln oder bei erhohter Temperatur innere Spannungen abzubauen und unter geeigneten Bedingungen Schwachstellen auszuheilen und damit die Neigung zur Risbildung erheblich zu vermindern. Es werden Modellvorstellungen besprochen, welche die drei Hauptwirkungen eines Netzmittels erklaren, namlich die Erhohung der Kerbspannung durch den von der Oberflachendiffusion in Mikrospalten herruhrenden momentanen Quelldruck, die Zeit erfordernde Schwachstellendiffusion, verbunden …

Optik und allgemeine Strahlungslehre

Sichtbares Licht ist eine von der Sonne oder anderen Lichtquellen ausgesandte, im Raum sich ausbreitende Strahlung, die beim Auftreffen auf einen undurchsichtigen Korper diesen zu erwarmen vermag und die in unserem Auge eine Empfindung hervorruft. Die Lichtstrahlung ubertragt also Energie. Da das Licht der Sonne durch den leeren Weltraum zu uns gelangt, ist zu seiner Ausbreitung im Gegensatz zum Schall kein materielles Medium erforderlich. Wie wir spater durch Experimente bestatigen werden (Abschn. 7.4), handelt es sich bei der Lichtausbreitung um einen Wellenvorgang, und zwar um elektromagnetische Wellen. Diese haben jedoch eine viel kurzere Wellenlange als die von Dipolantennen ausgestrah…

Dielektrizitätskonstante, elektrisches Moment und Molekülstruktur

Die Bedeutung von Messungen des elektrischen Moments eines Molekuls liegt vor allem darin, das man aus dessen Grose in vielen Fallen die Symmetrie eines Molekuls erkennen und damit Fragen nach der Valenzwinklung und der Lage der Atome beantworten sowie Isomere unterscheiden kann. Vor allem aber kann man auf Grund von genauen Messungen des elektrischen Moments auch feinere Strukturprobleme, wie Fragen nach dem Bindungscharakter und dem Hybridzustand sowie Mesomerieeffekte untersuchen.

Größe und Form der Moleküle

In der alteren kinetischen Gastheorie, in der man die Molekule als elastische starre Kugeln behandelte, ihnen also eine feste Oberflache zuschrieb, war die Definition des Molekuldurchmessers selbstverstandlich. Da nun in Wirklichkeit ein Molekul ein System von bewegten elektrischen Ladungen darstellt, das auf benachbarte Molekule anziehende und abstosende Krafte ausubt, und seine Elektronenwolke nicht ortlich scharf begrenzt ist, konnen wir nicht mehr von einer festen Oberflache oder einem geometrisch scharf definierten Durchmesser sprechen und mussen, um uberhaupt zu einer Definition des Durchmessers zu kommen, von der potentiellen Energie zweier Molekule ausgehen, wie sie in der Abb. 14 d…

Bei der Kristallisation von Niederdruckpolyathylen aus Losung in dunnsten Filmenerhalt man lamellen-bzw.fibrillenartige Einkristalle, in denen nach Elektronenbeugungsmessungen die Molekulketten senkrecht zur Lamellenbene bzw. zur Langsrichtung der Fibrillen stehen. Die Molekule mussen also gefaltet sein. Bei sehr verschidener Wachstumsgeschwindigkeit der kristallographischen Ebenen entarted die Lamellen zu stabchenartigen Fibrillen. Auch bei der Kristallisation von Losungs- und Schmelzfilmen (bulk-material) kann die Lamellenstruktur nachgewiesen werden. Lamellen bzw. Fibrillien stellen also eine unter sehr verschiedenen Kristallisationsbedingungen entstehende morphologische Grundform dar. E…

Schmelz- und kristallisationserscheinungen bei makromolekularen substanzen. II. Haupt- und nachkristallisation aus der unterkühlten schmelze von 4,6-polyurethan

Mit einer Dichtewaage werden Kristallisationsisothermen von 4,6-Polyurethan aufgenommen. Nach einer Beschreibung der Apparatur werden die Mesergebnisse im Temperaturbereich oberhalb 163°C und uber Kristallisationszeiten von zehn Minuten bis zu zwei Tagen mitgeteilt. Zur Deutung der Kristallisationsisothermen wird zwischen Haupt- und Nachkristallisation unterschieden. Die Hauptkristallisation wird als Wachstum morphologischer Strukturen verstanden und die Nachkristallisation als langsame Verbesserung des masigen mittleren Ordnungsgrades innerhalb dieser Strukturen. Die Hauptkristallisation wird im Sinne von AVRAMI, EVANS und MORGAN ausgewertet. Fur die systematischen Abweichungen von der AVR…

Die mechanischen Eigenschaften der Stoffe und ihre molekulare Struktur

Nach der auseren Erscheinungsform unterscheiden wir drei Aggregatzustande, in denen die Materie auf der Erde vorkommt, namlich den festen, flussigen und gasformigen Zustand. Ein fester Korper hat immer eine bestimmte Gestalt und daher auch einen bestimmten Rauminhalt, d. h., er setzt einer Anderung seines Volumens und seiner Gestalt einen Widerstand entgegen, er besitzt Form- und Volumenelastizitat (Abschn. 3.2.2 u. 3.3.1). Ein flussiger Korper hat zwar einen bestimmten Rauminhalt, aber keine feste Form, besitzt also nur Volumenelastizitat. Die Flussigkeit nimmt immer die Form des Gefases an, in das wir sie einfullen. Ein Gas hat weder eine gestimmte Gestalt noch einen bestimmten festen Rau…

Adsorptionseffekte als Fehlerquellen bei Lichtzerstreuungsmessungen

Es werden die Einflusse der Adsorption von Hochpolymeren aus den Losungen auf Lichtzerstreuungsmessungen untersucht. Zunachst wird die Adsorption aus Losung an Glaswolle und Glaspulver in verschiedenen Losungsmitteln gemessen. Es zeigt sich, das sowohl Konzentrationserniedrigung, bestimmt im Differentialrefraktometer, wie auch eine Abnahme des Molekulargewichtes, aus der Lichtzerstreuung bestimmt, infolge selektiver Adsorption auftreten. Beim Schutteln der Losungen tritt als weiterer Effekt ein Abbau der Kettenmolekule ein. Beim Filtrieren von Losungen nehmen durch Adsorption im Filter Konzentration und Molekulargewicht ab. Die Abnahme wachst mit der Feinheit des Filters, d. h. mit seiner O…

Bestimmung von Strukturparametern mit hochfrequenzspektroskopischen Methoden

In den letzten zwanzig Jahren haben hochfrequenzspektroskopische Untersuchungsmethoden und ihre Ergebnisse eine immer grosere Bedeutung fur die Molekulphysik erlangt. Der Spektralbereich hochfrequenter elektrischer Wellen schliest sich direkt an das langwellige Infrarot an und last sich nach experimentellen Gesichtspunkten in einen Mikrowellen- und einen Radiowellenbereich einteilen. Die Hochfrequenzspektroskopie zeichnet sich wie die optische Spektroskopie durch eine auserordentliche Prazision aus, mit der die Messungen durchgefuhrt werden konnen. Der Vorteil, das in diesem Bereich extrem monochromatische Strahlenquellen zur Verfugung stehen, kann durch die hohe Genauigkeit ausgenutzt werd…

Die innere Beweglichkeit der Moleküle und deren statistische Form

Wir behandeln in diesem Abschnitt vor allem die Frage nach der Art der Drehbarkeit und den daraus resultierenden isomeren Formen. Daneben soll auch der Sonderfall praktisch aufgehobener Drehbarkeit, der bei der Doppelbindung zu stabilen cis- und trans-Isomeren fuhrt, betrachtet werden (s. § 39).

Über die intensitätsabhängigkeit der ultrarotbanden von der temperatur und vom kristallisationsgrad

Beim Erhitzen von Polyathylenen und Paraffin geben die amorphen Banden bei 7,68μ und 7,38μ die Abnahme des Kristallisationsgrades richtig wieder, die kristalline Bande bei 13,7μ zeigt dagegen eine uber das partielle Schmelzen hinausgehende, durch Torsionsschwingungen der Ketten im Kristallgitter bedingte Intensitatsabnahme. Beim Terylen zeigen alle von uns untersuchten kristallinen und amorphen Banden eine verschiedene Abhangigkeit von der Temperaturbewegung, wobei einige amorphe Banden beim Erhitzen sogar verschwinden. Bei Messungen bei konstanter Temperatur zeigen alle Banden im Verlauf einer Kristallisation eine ubereinstimmende Veranderung mit zunehmendem Kristallisationsgrad. At the he…

Die Arbeit zeigt, das es moglich ist, an Losungen von Perlon in Ameisensaure mit geeigneten Zusatzen Lichtzerstreuungsmessungen durchzufuhren und so Molekulargewichte zu bestimmen. Als Erganzung wurden Viskositatsmessungen durchgetuhrt. Hier tritt in konzentrierter Saure der Polyelektrolyteffekt auf, den man aber durch Zugabe von Salz unterdrucken kann. Messungen der Temperaturabhangigkeit des Streulichtes von Perlonlosungen zeigen. das zentrifugierte Losungen grosere Assoziationskomplexe enthalten konnen, die sich bei hoherer Temperatur auflosen und beim Abkuhlen von neuem bilden und die nur durch feinste Filter zu entfernen sind. Auch bei den Lichtzerstreuungsmessungen zeigt sich der Poly…

Electron microscopic investigations on amorphous polycarbonate

Umwandlungserscheinungen in amorphen Hochpolymeren beim tempern unterhalb der Glastemperatur

Es wird die zeitliche Anderung der mechanischen Eigenschaften von amorphem PC, PET und PMMA beim isothermen Tempern unterhalb der Glastemperatur untersucht. Dabei ergab sich, das von der Glastemperatur abgeschrecktes Material beim Tempern ein stufenweises Ansteigen des Schubmoduls zeigt, das von einer Abnahme der Dampfung begleitet ist. Kurzzeitiges Uberschreiten der Glastemperatur mit nachfolgendem Abschrecken macht die durch das Tempern bewirkten Anderungen ruckgangig. Die Beobachtungen werden als Platzwechsel von Kettensegmenten im Sinne einer Ausbildung von lokal begrenzten Bereichen hoherer Dichte gedeutet, die sich beim Uberschreiten der Glastemperatur wieder auflosen.

Morphologische Strukturen und Rißbildung in kristallinen, makromolekularen Stoffen

Nach einem kurzen Uberblick uber die heutigen Kenntnisse der morphologischen Strukturen (Lamellen, Fibrillen und Spharolithe) werden die Versuche besprochen, und mit Hilfe von Permeations- und Diffusionsmessungen an Terylenfilmen in Abhangigkeit vom Kristallisationsgrade und der Temperatur einen Einblick in das innere Rissystem won makromolekularen Werkstoffen zu bekommen. Es zeigt sich, das man bei schonender thermischer und mechanischer Behandlung eine grobere durchgehende Risbildung u. entsprechende Korrosionsanfalligkeit durchaus vermeiden werden kann. Kristallisiert man zu lange bei zu hohen Temperaturen so tritt Risbildung auf. Hier kommen dann mikroskopische Untersuchungen sowie solc…

Zur Kristallisation von isotaktischem Polypropylen

Elektrische Doppelbrechung, optische Anisotropie und Molekülstruktur

Messungen des Depolarisationsgrades ergeben nach den Ausfuhrungen des letzten Kapitels nur die optische Anisotropie δ2 eines Molekuls. Doch ist es, wie Stuart und Mitarbeiter gezeigt haben, durch Kombination mit Messungen der elektrischen Doppelbrechung moglich, auch die einzelnen Hauptpolarisierbarkeiten eines Molekuls zu bestimmen. Das so zugangliche Polarisierbarkeitsellipsoid stellt neben dem elektrischen Moment, den Tragheitsmomenten usw. eine weitere experimentell bestimmbare charakteristische Konstante des Molekuls dar.

Schmelz- und kristallisationserscheinungen bei makromolekularen substanzen. V. Partielles schmelzen und neukristallisieren von terylen

Das nach dem Erhitzen oft innerhalb von Sekunden stattfindende partielle Schmelzen und erneute Kristallisieren von Terylen konnte mittels einer Abschreckmethode quantitativ untersucht werden. Die je nach der thermischen Vorbehandlung verschiedenen Schmelzkurven wurden unbeeinflust von Neukristallisationseffekten aufgenommen und weiterhin der Nachweis erbracht, das nur die gesamte Schmelzkurve und nicht der Kristallisationsgrad allein den kristallinen Zustand einer Probe ausreichend charakterisiert. Mikroskopische Untersuchungen zeigten, das partielles Schmelzen und Neukristallisation innerhalb der Spharolithe stattfinden. Weiterhin wurde die Kristallisation beim Abkuhlen von partiell geschm…