Daten für Verarbeitung kristalliner Polymere

Forschungsprojekt P 14402 Daten für Verarbeitungsbeschreibung kristalliner PolymereGerhard EDER26.06.2000 Voraussetzungen für die mathematische Beschreibung der Strukturbildung in kristallisierenden Polymeren unter Verarbeitungsbedingungen Der hier vorliegende Antrag stellt eine weitere Ergänzung zu einem langjährigen Forschungsvorhaben dar, dessen breitere internationale Anerkennung erst in den letzter Zeit erfolgt ist. Auf dem Gebiet der Metallkunde sind analoge Forschungsvorhaben seit Jahrzehnten selbstverständlich. Leider hat es sehr lange gedauert, bis man allgemein erkannt hat, daß zwischen der Behandlung von Metallen und Polymeren grundlegende Unterschiede bestehen. Deshalb hat sich auch mit wenigen Ausnahmen niemand die Frage gestellt, worauf es bei Polymeren eigentlich ankommt. Aus den sehr unterschiedlichen Größen der in der Prozeßtechnologie üblichen Kennzahlen hätte man allerdings längst auf gravierende Unterschiede schließen müssen. Während der zeitliche Ablauf der Prozesse bei der Metallverarbeitung fast immer primär durch (Wärme- und Stoff-) Diffusionsvorgänge bestimmt wird, findet man bei Polymeren das ganze Spektrum vom vorwiegenden Einfluß der Diffusionsvorgänge bis hin zum entschiedenen Einfluß der Kristallisationskinetik. Bis vor kurzem fehlte nicht nur die korrekte mathematische Methode sondern auch ein Großteil der erforderlichen kinetischen Daten . Im Zuge der Entwicklung von Computer- Software zur Simulation von Verarbeitungsprozessen sollte die Dringlichkeit unseres Vorhabens deutlich werden. Eine Reihe früherer Projekte unserer Arbeitsgruppe kam seit 1983 im Rahmen des Forschungs-Schwerpunkts S33, einer jahrelangen Zusammenarbeit mit PCD-Polymere (jetzt Borealis) unter den Auspizien des FFF, eines Christian-Doppler-Senior-Fellowships und einer Förderung durch die Europäische Kommission (Brite-EuRam project "Structure Development during Solidification in the Processing of Crystalline Polymers") zustande. Es wurden in diesen Projekten einerseits die mathematischen Methoden entwickelt, die zu einer simultanen Integration der miteinander wechselwirkenden Transporterscheinungen (Wärmeübertragung, Strömung und Kristallisationskinetik) erforderlich sind. Andererseits wurden in originellen (bei starker Unterkühlung oder ziemlich extremen Störungsverhältnissen ausgeführt) Experimenten eine Reihe von Prozeßparametern an unterschiedlichen Polymeren zum ersten Mal ermittelt. Das gegenwärtige Ansuchen ist notwendig, da im Hinblick auf die weltweite noch immer äußerst spärlich vertretenen Arbeitsgruppen ein deutlicher Mangel an wichtigen Daten spürbar ist. Bis jetzt war der Blick auf die einfachsten und auf die am meisten herausfordernden Situationen gerichtet. Es zeigt sich jedoch, daß das Mittelfeld der Einflußgrößen zu geringe Aufmerksamkeit erhalten hat. Es fehlt hier an jeglicher Quantifizierung der Vorgänge. Dies soll nun hier nachgeholt werden.