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Physikalische Netzwerke

Physikalische Netzwerke III

Verhakung

So genannte Verhakungsnetzwerke sind rein mechanisch miteinander verbunden. Beispiele sind die Makromoleküle in einer Polymerschmelze, die oberhalb einer kritischen Molmasse, der so genannten Entanglement-Molmasse, miteinander verschlungen und verworren sind. Bei verarbeitungsbedingten Deformationen können sie daher nicht vollständig voneinander abgleiten. Sichtbar wird dies beim Spritz- oder Spinnprozess: In den engen Düsen können sie aufgrund von Verhakung ihre bevorzugte Konformation des undeformierten Knäuels nicht erreichen. Sie stehen unter Spannung und nehmen beim Verlassen der Düse sofort eine thermodynamisch günstigere Form ein. Dadurch weitet sich der Schmelzstrang direkt hinter der Düse auf. Das Phänomen ist in der Technik unter Namen wie Barus- oder Memoryeffekt (bei Schmelzen), Strangaufweitung (beim Extrudieren) oder Schwellverhalten (beim Hohlkörperblasen) bekannt.

Abb.1
Beispiele für Strangaufweitung beim Spinnen und Spritzgießen

obere Reihe: Form der Düse; untere Reihe: Querschnitt durch das Extrudat. Die jeweils letzten Bilder der Reihen zeigen, wie man durch die Düsenform die Strangaufweitung kompensieren kann: Will man ein Extrudat mit quadratischem Querschnitt erzeugen, so wählt man eine Düse mit leicht "eingedellten" Seitenwänden.

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