Polymere und Verbundwerkstoffe

Wie ändern sich die Glasübergangstemperatur Tg und die Werkstoffeigenschaften, wenn Polyvinylchlorid (PVC) ein Weichmacher zugesetzt wird?

  1. ATg steigt, und das Material wird bei Raumtemperatur hart und spröde
  2. BTg sinkt, und das Material wird bei Raumtemperatur weich
  3. CTg bleibt gleich, nur die Schmelztemperatur der Kristalle sinkt
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Lösung: B. Tg sinkt, und das Material wird bei Raumtemperatur weich

Weichmacher lagern sich zwischen die Molekülketten ein, schwächen die Wechselwirkungen zwischen ihnen und vergrößern das freie Volumen; die Segmentbewegung wird dadurch erleichtert, und Tg sinkt. Hart-PVC hat eine Tg von etwa 80 °C; mit Weichmacher sinkt Tg unter Raumtemperatur, und es entsteht Weich-PVC, das für Schläuche und Kabelummantelungen verwendet wird. Tg erhöhen und das Material versteifen lässt sich dagegen durch Vernetzung, durch den Einbau steifer aromatischer Ringe oder durch eine höhere Molmasse. PVC hat eine geringe Kristallinität, und der Weichmacher wirkt vor allem, indem er die Tg des amorphen Anteils absenkt; es sinkt also nicht nur die Schmelztemperatur. Wandert der Weichmacher mit der Zeit an die Oberfläche aus, wird das Material hart oder verschmutzt seine Umgebung.

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