Negativer linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient von verstrecktem Polyäthylen

Zusammenfassung Der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient von linearem Polyäthylen hoher Dichte wurde im Temperaturbereich –20 °C bis + 40°C bestimmt. Bei isotropen Proben besteht eine lineare Beziehung zwischen Dichte bzw. Kristallisationsgrad_v und. Die gemessenen Koeffizienten liegen fürT₀ = 20 °C im Bereich = 110 ... 130 · 10^–6 K^–1.Kalt verstreckte Proben mit Verstreckungsgraden = 8 ... 15 haben beiT₀ = 20 °C in Verstreckrichtung den Koeffizienten_l = –24 · 10^–6 K^–1. Der negative Zahlenwert von_tl ist unabhängig von und weiteren Herstellungsparametern. Seine Ursache ist einerseits die Orientierung derc-Achsen der Kristallite in Verstreckrichtung mit_c = –12 · 10^–6 K^–1 und andererseits der negative Koeffizient_am* –50 · 10^–6 K^–1 der verspannten amorphen Phase, der auf dem gummielastischen Verhalten der tie-molecules beruht.Beim Tempern oberhalb von +40 °C schrumpfen die Proben irreversibel, wobei_| ansteigt und nach dem Aufschmelzen der Proben wieder den Wert des isotropen Materials annimmt. Nach dem Tempern wenig unterhalb der Schmelztemperatur der Kristallite wurden überhöhte Koeffizienten_| gemessen, die eine Rotation der Kristallite um dieb-Achsen erkennen lassen.

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Summary The linear thermal coefficient of expansion,, of high density linear polyethylene has been determined in the temperature range of –20 ° ... + 40 °C. For isotropic samples a linear relationship between density or crystallinity_v and is valid. Measured values of forT₀ = 20 °C amount to = 110 ... 130 · 10^–6 K^–1.Cold drawn samples of draw ratios = 8 ... 15 yield_| = –24 · 10^–6 K^–1 atT₀ = 20 °C parallel to the draw axis. The negative value of_| does not depend on draw ratio or other parameters of sample processing. It is caused byc-axis orientation of the crystallites in draw direction with_c = –12 · 10^–6 K^–1 and by a negative coefficient_am* = –50 · 10^–6 K^–1 of the stressed amorphous phase, which is due to rubber elastic behaviour of the tie molecules.When annealed above 40 °C the samples shrink irreversibly and_| is augmented. After melting the samples the value of isotropic material is restored. Annealing the samples little below the melting temperature of the crystallites leads to superelevated values all which reflect| rotation of the crystallites around theb-axis.