A study on the heat transfer geometry in MBDTA

This paper presents the quantitative application of the Metal Blocked Differential Thermal Analysis (MBDTA). Calibrations have been electrically carried out by using three types of calibration heaters (pen, ring and spiral), which are placed inside the sample. By means of this arrangement, thermophysical properties of the samples make the quantitative evaluation of the results easy. The influence of the size and sample diameter, the types of heater, the space between heater and thermocouple, in other words, the factors affecting calibration and the effect of the heat transfer geometry on the determination of the fusion heat have been investigated.

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Zusammenfassung Vorliegende Arbeit stellt eine quantitative Anwendung der Metallblock-DTA (MBDTA) dar. Es wurden elektrisch Kalibrationen mit verschiedenen, innerhalb der Probe befindlichen Kalibrationserhitzern (Stift, Ring, Spirale) durchgeführt. Mit Hilfe dieser Anordnung wird die Auswertung der Ergebnisse durch die thermophysischen Eigenschaften der Probe erleichtert. Es wurde der Einfluß von Größe und Probendurchmesser, von Erhitzertyp, von Abstand zwischen Erhitzer und Thermoelement, mit anderen Worten von denjenigen Faktoren, die die Kalibration beeinflussen sowie der Einfluß der Wärmetransportgeometrie auf die Bestimmung der Schmelzwärme untersucht.

     

DSC study of melting and glass transition in gelatins

In the range from –50° to +130°C, the temperature dependence of the heat capacity for different kinds of gelatins with water contents of from 2 to 95% was studied by the DSC method. It was shown that, in all studied cases, metastable collagen-like structures are formed in gels or crystalline gelatins, with thermodynamic parameters depending on the formation conditions. The characteristic properties of the glass transitions in amorphous gelatins and crystalline gelatins with different melting heats and different contents of the ordered phase were established. Special attention is paid to the structural properties of free and bound water. The dependence of the glass transition temperatureT _g on the bound water content was shown to be of general applicability for many denatured biopolymers. Free water in gelatins, in distinction to the bound water, does not act as a plasticizer, but forms a rigid matrix inhibiting the glass transition.

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Zusammenfassung Mittels DSC wurde im Bereich –50° bis +130°C die Temperaturabhängigkeit der Wärmekapazität für verschiedene Arten von Gelantine mit einem Wassergehalt von 2 bis 95% untersucht. Es wurde gezeigt, daß in allen untersuchten Fällen metastabile kollagenähnliche Strukturen in Gelen oder kristallinen Gelantinen gebildet werden, deren thermodynamische Parameter von den Bildungsbedingungen abhängen. Es wurden die charakteristischen Eigenschaften der Glasumwandlungen in amorphen Gelantinen und kristallinen Gelantinen mit unterschiedlichen Schmelzwärmen und einem unterschiedlichen Gehalt an geordneter Phase bestimmt. Spezielle Aufmerksamkeit wurde den strukturellen Eigenschaften von freiem und gebundenem Wasser gewidmet. Es wurde gezeigt, daß die Ab-hängigkeit der GlasumwandlungstemperaturT _g vom Gehalt an gebundenem Wasser generell für viele denaturierte Biopolymere anwendbar ist. Im Unterschied zu gebundenem Wasser fungiert freies Wasser in Gelatinen nicht als ein Weichmacher, bildet aber eine starre Matrix, die die Glasumwandlung verhindert.

     

Comprehensive thermal analysis of random copolymers of ethylene and 1-olefins

Random copolymers of ethylene and propylene, butene-1 and hexene-1 were characterised by measurements of heat capacity in the temperature interval 140–480 K and specific volume of the melt in the temperature interval 330–490 K and in the range of pressures 27.8–100 MPa. Analysis of the composition dependences, of the degree of crystallinity, melting and glass transition temperatures, as well as of thermodynamic and thermophysical properties of the melt led to the conclusion about the microblock structure of macromolecules of all series at molar ethylene contentF ₁ > 0.8. In this range of compositions the properties of copolymers in the melt seem to be independent of the chemical nature of a comonomer, contrary to the solid state where at identical molar compositions, the degree of crystallinity diminishes and the melting temperature decreases, as the molecular structure of the comonomer becomes more complex. This effect becomes weaker asF ₁ decreases, so that in the composition rangeF ₁ < 0.8 the properties of copolymers of all series are additive.

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Zusammenfassung Durch Messungen der Wärmekapazität im Temperaturintervall 140–480 K und des spezifischen Volumens im Temperaturintervall 330–490 K und im Druckbereich 27.8–100 MPa wurden Random-Kopolymere von Ethylen und Propylen, Buten-1 und Hexen-1 charakterisiert. Die Analyse der Abhängigkeit des Kristallinitätsgrades, der Schmelz- und Glasumwandlungspunkte sowie der thermodynamischen und thermophysikalischen Eigenschaften der Schmelzen führte zu einem Schluß über die Mikroblock-Struktur von Makromolekülen aller Serien bei einem molaren Ethylengehalt vonF ₁>0.8. In diesem Zusammensetzungsintervall scheinen die Eigenschaften des Kopolymers unabhängig von der chemischen Natur des Komonomers zu sein, im Gegensatz zum festen Zustand, wo bei einer ähnlichen molaren Zusammensetzung sich der Kristallinitätsgrad verringert und die Schmelztemperatur sinkt, wenn die Molekülstruktur des Komonomers komplexer wird. Dieser Effekt wird kleiner, wennF ₁ abnimmt, so daß im Zusammensetzungsbereich mitF ₁<0.8 die Eigenschaften der Kopolymere aller Serien additiv sind.

     

Effect of modified fibre glass on the structure and thermophysical properties of pentaplast(pentane)

The results of experimental investigations of the effects of ground fibre glass on the structural parameters and thermophysical characteristics of pentaplast(pentane) were assessed.The degree of crystallinity, thermal conductivity, specific heat and density of pentaplast containing various amounts of modified fibre glass were determined experimentally.The results obtained are discussed in terms of modern theories of the effects of fillers on the properties and structures of polymers.

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Zusammenfassung Es werden die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen des Einfl usses von gemahlenem Fiberglas auf die Strukturparameter und thermophysikalischen Eigenschaften von Pentaplast (Pentan) gewertet.Der Kristallinitätsgrad, das Wärmeleitvermögen, die spezifische Wärme und die Dichte von Pentaplast mit verschiedenem Gehalt an modifiziertem Fiberglas wurde experimentell ermittelt.Die erhaltenen Ergebnisse wurden hinsichtlich moderner Theorien über den Einfluß von Streckmitteln auf die Eigenschaften und die Struktur von Polymeren diskutiert.

     

The baseline construction and its influence on the measurement of heat with differential scanning calorimeters

In DSC's the shape of the interpolated baseline under a peak is determined by a change in the heat capacity of the sample and the heat transfer characteristics between sample and temperature sensor. The interpolated baseline is constructed according to formal criteria, experimentally or analytically on the basis of physico-chemical assumptions on the change of the heat capacity during transition. By the example of the melting of ice this paper shows analytically on the basis of a simple calorimeter model and a synthetic measuring curve, and experimentally, that the uncertainty of the enthalpy determination depends in general on the type of baseline and is in the order of magnitude of the repeatability of the DSC's (±0.5%).

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Zusammenfassung In Differential-Scanning Kalorimetern wird die Gestalt der interpolierten Basislinie unter dem Peak durch eine Änderung der Wärmekapazität der Probe und die Wärmetransportcharakteristik zwischen Probe und Temperaturfühler bestimmt. Die interpolierte Basislinie wird nach formellen Kriterien konstruiert, experimentell oder analytisch auf der Grundlage von physikalisch-chemischen Annahmen für die Änderung der Wärmekapazität während des Überganges. Anhand des Beispieles schmelzendes Eis zeigt vorliegende Arbeit auf der Grundlage eines einfachen Kalorimetermodelles und einer synthetischen Meßkurve analytisch sowie experimentell, daß die Ungenauigkeit der Enthalpiebestimmung unter anderem von der Art der Basislinie abhängt und daß ihr Wert in die Größenordnung der Reproduzierbarkeit von Differential-Scanning Kalorimetern liegt (0.5%).

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Dedicated to Prof. Dr. H. J. Seifert on the occasion of his 60^th birthday     

AC calorimetric study of phase transitions in phosphatidylcholine-cholesterol systems

Using an ac calorimetric method, detailed behaviour of the heat capacity in dipalmitoyl-phosphatidylcholine-cholesterol system was studied in the cholesterol concentration less than 5 mol%. It was revealed that the heat capacity near the main transition was composed of at least four anomalies, i.e., multipeak took place in the heat capacity. This fact indicates that a simple theory explaining coexistence of two phases in two component systems does not work in the multipeak region. Then, relation between the multipeak heat capacity and the change of the ripple structure with the cholesterol concentration should be taken into account, when we consider thermodynamical behaviour of the systems.

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Zusammenfassung Mittels AC-Kalorimetrie wurde bei Cholesterol-Konzentrationen von weniger als 5 mol% das Verhalten der Wärmekapazität im System Dipalmitoylphosphatidylcholin-Cholesterol untersucht. Es wurde gezeigt, daß sich die Wärmekapazität in der Nähe der Hauptumwandlung aus mindestens vier Anomalien zusammensetzt, d.h. bei der Wärmekapazität kann ein Multipeak beobachtet werden. Diese Tatsache zeigt, daß eine einfache Theorie, welche die Koexistenz zweier Phasen in einem Zweikomponenten-System erklärt, für die Multipeakregion nicht geeignet ist. Weiterhin sollte bei Überlegungen zum thermodynamischen Verhalten von Systemen eine Beziehung zwischen der Multipeak-Wärmekapazität bzw. der Welligkeitsstruktur und der Cholesterol-Konzentration berücksichtigt werden.

     

Thermal expansivity,volume and the effect of pressure on the isobaric heat capacity of 1-hexanamine from 0.1 to 400 MPa at 303, 353, 403 and 453 K

The thermal expansivity of 1-hexanamine has been determined as a function of pressure up to 400 MPa over the temperature range from 303 to 453 K. Measurements were performed in a pressure-scanning calorimeter by the stepwise technique. The compressibility as a function of pressure at 303 K was determined using the technique described before. The molar volume under atmospheric pressure was determined from the density measurements with a Paar instrument. From both the molar volume as a function of pressure at 303 K and the thermal expansivities the effects of pressure on the isobaric heat capacity were determined over the whole pressure and temperature range under study.

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Zusammenfassung Im Temperaturbereich 303–453 K wurde bis zu einem Druck von 400 MPa die Wärmeausdehnung von 1-Hexanamin als eine Funktion des Druckes ermittelt. Die Messungen wurden in einem Druck-Scanning Kalorimeter durch schrittweises Vorgehen ausgeführt. Unter Anwendung derselben Technik wurde bei 303 K die Kompressibilität als eine Funktion des Druckes ermittelt. Das molare Volumen bei atmosphärischem Druck wurde aus Dichtemessungen mit einem Paar-Instrument bestimmt. Aus dem molaren Volumen als eine Funktion des Druckes bei 303 K und den Wärmeausdehnungen wurde der Einfluß des Druckes auf die isobare Wärmekapazität über den gesamten untersuchten Druck- und Temperaturbereich bestimmt.

     

Calorimetric investigation of thermodynamic properties and ions rotation of some perbromates

Low temperature heat capacity of ammonium, rubidium and cesium perbromates has been studied by method of adiabatic calorimetry. Anomaly of the heat capacity of cesium perbromate has been found, which corresponds to a structural phase transition. The separation of heat capacity into components has been carried out by the additive scheme. The torsion oscillation of BrO ₄ ^– anions in solid perbromates at low temperatures has been found. Ammonium ions retardedly rotate aroundC ₂ axes in the crystal lattice of NH₄BrO₄.

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Zusammenfassung Mittels adiabatischer Kalorimetrie wurde die Tieftemperatur-Wärmekapazität von Ammonium-, Rubidium- und Zäsiumperbromat untersucht. Man fand eine Anomalie für die Wärmekapazität von Zäsiumperbromat, in deren Hintergrund eine Phasenumwandlung steht. Anhand eines Additivschema wurde die Wärmekapazität in Komponenten gespalten. In festen Perbromaten fand bei man bei tiefen Temperaturen eine Torsionsschwingung der BrO ₄ ^– -Anionen. Die Ammoniumionen zeigen eine verlangsamte Rotation um die C₂-Achsen im Kristallgitter von NH₄BrO₄.

     

Analytische Anwendungsm?glichkeiten des Feldionen-Massenspektrometers

Zusammenfassung Die Möglichkeiten der Anwendung des Feldionen-Massenspektrometers zur Lösung von Problemen der analytischen Chemie wurden eingehend diskutiert. Nach kurzer Beschreibung wesentlicher Teile der Feldionenquelle und ihrer Betriebsbedingungen wurden die Fragen nach Stabilität, Druckproportionalität und Reproduzierbarkeit der Feldionenströme an Hand von Meßergebnissen beantwortet. Es zeigte sich, daß die kurzfristigen Ionenstromschwankungen etwa ±5% betragen, daß die Ionenströme proportional dem Einlaßdruck sind, und daß Relativspektren bei konstanter Feldstärke mit einer relativen Standardabweichung reproduziert werden, die in der Größenordnung der kurzfristigen Ionenstromschwankungen liegt.Die Feldionen-massenspektrometrische Relativempfindlichkeit wurde für die Molekelionen verschiedener organischer Substanzen bestimmt und ihre Abhängigkeit von der Feldstärke verfolgt.Eine Reihe von Gesetzmäßigkeiten des feldinduzierten Zerfalls organischer Molekelionen wurde angegeben und die Möglichkeit angedeutet, das Feldionen-Massenspektrometer für die Lösung bestimmter Probleme der Strukturaufklärung organischer Molekeln zu benutzen.Die Feldionen-Massenspektren recht komplizierter Gemische von Kohlenwasserstoffen wurden diskutiert und mit gaschromatographisch oder Elektronenstoß-massenspektrometrisch gewonnenen Analysenergebnissen verglichen. Die Methoden ergänzen sich zu einem gewissen Grade.Das Feldionen-Massenspektrum kann vor allem dazu dienen, rasch einen Überblick über die Zusammensetzung eines komplizierten Gemisches organischer Substanzen zu gewinnen.Auszug aus der Dissertation von G. Wagner.     

Technologische Eigenschaften von Polypropylen-Formteilen im Zusammenhang mit Orientierungen von Zusatzstoffen und Kristallen

Zusammenfassung Technologische Eigenschaften und Kristallitorientierungen in Spritzgußteilen aus Polypropylen-Formmassen mit Zusatzstoffen wie Glaskugeln, Glasfasern und Talkum werden in Abhängigkeit von den Herstellungsparametern untersucht. Das Schwindungsverhalten wird wesentlich durch die Prozeßparameter Werkzeuginnendruck und Werkzeugtemperatur bestimmt; Gestalt und Orientierung der Zusatzstoffe wirken auf die mechanischen Eigenschaften. Die Kristallitorientierung wird systematisch durch Herstellungsparameter und Zusatzstoffe beeinflußt. Ursachen und Zusammenhänge der Ergebnisse werden diskutiert.Der Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen e. V. (AIF), Köln und dem Verband Kunststofferzeugende Industrie e. V. (VKE), Frankfurt wird für die Förderung der Forschungsarbeit gedankt.     

Thermodynamics of phase transitions and heat capacities of monosubstituted n-alkanaminium bromides above room temperature

Differential scanning calorimetry was applied to examine the thermodynamics of solidstate phase transitions and fusion processes of compounds of the general formula (n-C_pH_2p+₁NH₃)Br (wherep=0–3). The heat capacities of the compounds in the range from ambient temperature to the onset of their volatilization were also studied. All the thermochemical characteristics reveal a dependence on the structure of the alkanaminium cations.

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Zusammenfassung Unter Anwendung von DSC wurde die Thermodynamik von Feststoff-Phasenübergängen und Schmelzvorgängen bei Verbindungen der allgemeinen Formel (n-C_pH_2p+₁NH₃)Br (mitp=0–3) untersucht. Weiterhin wurde die Wärmekapazität der Verbindungen im Temperaturbereich Raumtemperatur bis Einsatz der Verdampfung untersucht. Alle thermochemischen Eigenschaften lassen eine Abhängigkeit von der Struktur des Alkanaminium-Kations erkennen.

     

Kurvenverlauf der DTA-Messung bei Schmelz- und Erstarrungsvorg?ngen Calorimetrische Eichung der DTA-Apparatur durch Messungen an metallischen Proben

Zusammenfassung Methoden zur thermometrischen und calorimetrischen Eichung von DTA-Geräten mit relativ kleinen Zeitkonstanten werden beschrieben. Die Eichung wurde mit verschiedenen Metallen durchgeführt.Eine spezielle DTA-Meßanordnung zur Registrierung der Differenztemperatur und Absoluttemperaturen von Substanz und Referenzsubstanz bis 1600°C mit einem Auflösungsvermögen besser als 0,5°C, wird beschrieben. Die den Verhältnissen angepaßte Theorie berücksichtigt ein lineares Ofenprogramm, verschiedene Wärmewiderstände und die Wärmekapazität einer nicht flüchtigen Probe.Das simultan registrierte Gewicht (TG) ermöglicht es, eventuell auftretende Änderungen der Probenmenge festzustellen.Eine relativ langsame Zustandsänderung des Materials in Abhängigkeit der Versuchsbedingungen läßt sich aus Gründen der zeitlichen Reproduzierbarkeit besonders in Zusammenhang mit dem Temperaturprogramm zuverlässiger als eine schnelle auswerten. Eine Trennung zwischen Anfangs- und Endpunkt der Umwandlung ist dann selbst bei kleinen Mengen ersichtlich. Bei gleichen Versuchsbedingungen und relativ kleinen Einwaagen sind die Eichkurven auch für ein nicht metallisches Material verwendbar.Die Schmelzvorgänge waren aus Gründen der Reproduzierbarkeit zur Eichung besser geeignet als die Erstarrungsvorgänge. Unterkühlungserscheinungen zeigten sich ohne Ausnahme in Form von charakteristischen Temperatursprüngen.

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Summary Methods for thermometric and calorimetric calibration of a DTA-apparatus with relatively small time constants are shown. Several metals have been used for this purpose.A special DTA sample holder is described for the registration of the differential temperature and the sample and reference temperatures up to 1600°C, with a resolution better than 0.5°C. A suitable theory includes a linear temperature change in the furnace, different heat resistance and the heat capacity of a non-volatile sample. Simultaneous thermogravimetric control was carried out.A slow heating rate yields more reproducible phase changes in material than a fast one. At the slow rate a separation between beginning and end of the change becomes obvious even with small samples.The calibration curves can also be used for relatively small samples of a non-metallic material under the same environmental conditions.Melting processes proved to be more suitable for calibration than solidifications for reasons of reproducibility. Supercoolings have been observed without exception in form of characteristic temperature jumps.

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X. Mitteilung: Naturwissenschaften 54, 442 (1967).

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Herrn A. W. Kunz möchten wir an dieser Stelle für die sorgfältige Ausführung der Vesuche danken.     

Über die Stabilität und Thixotropie der Montmorillonitsuspensionen

Zusammenfassung Der Verfasser hat im Freundlichschen Institut bereits vor 25 Jahren gezeigt, daß zwischen den Kolloideigenschaften der Naturbentonite (Peptisierbarkeit, Stabilität, Thixotropie, Strömungsdoppelbrechung) und den austauschbaren, bzw. durch Dialyse entfernbaren Alkali-und Erdalkaliionen eine enge Beziehung besteht. Die durch Dialyse entstabilisierten Bentonitsuspensionen lassen sich mit Elektrolyten wieder stabilisieren. Die Charakterzüge der Naturbentonite sind dem Wesen nach die des Mantmorillonits. Ohne genaue Kenntnis der Eigenschaften des Montmorillonits sind die Naturbentonite eindeutig nicht charakterisierbar. Trotz des umfangreichen Versuchsmaterials sind unsere Kenntnisse auf diesem Gebiete noch immer lückenhaft.Es wird eine Methode zur Bestimmung des Montmorillonitgehaltes ausgearbeitet, die zugleich die Darstellung von reinen Montmorillonitpräparaten gestattet. Es warden vom Wasserstoffmontmorillonit ausgehend systematische Untersuchungen ausgeführt, um die Beziehungen zwischen den Kolloideigenschaften des Montmorillonits und seinen primären Eigenschaften (chemische Zusammensetzung und Dispersitätsgrad) festzustellen. Jedenfalls sind ihre Eigenschaften allein mit der chemischen Zusammensetzung nicht eindeutig definiert; es muß stets auch der Dispersitätsgrad als maßgebende Variable berücksichtigt werden.Auf Grund der Abhängigkeit der kataphoretischen Wanderungsgeschwindigkeit von der Konzentration, sowie auf Grund der Beobachtungen über die Filmstrukturen werden neuere Gesichtspunkte zur Deutung der Stabilität und Thixotropie der Suspensionen herangezogen. Es wird dabei auf die Bedeutsamkeit der gegenseitigen sterischen Behinderung der Teilchen in ihrer Bewegung hingewiesen.Vortrag gehalten auf dem Herbert-Freundlich-Gedächtnis-Kongreß in Berlin Tom 5. bis 8. Mai 1954.     

Einflu? des Entladungsgases auf physikalische und spektrochemische Vorg?nge im Lichtbogen

Zusammenfassung Die im ersten Teil der Arbeit vorliegenden Untersuchungen erstrecken sich auf das Studium der bei verschiedenen Eisenverbindungen hervorgerufenen Intensitätsveränderungen des Spektrums in Argon-, Helium- und Argon-Sauerstoff-Atmosphäre. Der Einfluß der chemischen Bindung auf die Verdampfungsvorgänge sowie auf die Linienintensitätsunterschiede in Abhängigkeit vom verwendeten Entladungsgas werden diskutiert. Die Versuchsergebnisse zeigen, daß die Intensitätsunterschiede vor allem auf die Siedepunkte der eingesetzten Eisenverbindungen und auf die durch die entstehenden Reaktionsgase beeinflußten unterschiedlichen Verdampfungsraten zurückzuführen sind. Durch eine längere Verweilzeit der Probensubstanz im Anregungsbereich begünstigt, wird beim Arbeiten in Argon im Vergleich zu He und Ar-O₂ der stärkste Einfluß der chemischen Bindung auf die Linienintensität beobachtet. Es wurde weiterhin eine unterschiedliche Auswirkung der chemischen Bindung auf die Linienintensität in Abhängigkeit vom Anregungspotential der untersuchten Linien festgestellt.Die im zweiten Teil der Arbeit bestimmte axiale und radiale Linienintensitätsverteilung im Kathoden-Mittel- und Anoden-Bereich ermöglicht die Ermittlung des Einflusses der Gasatmosphäre auf die Linienanregung in den einzelnen Bogenzonen. Es ergab sich, daß jedes Entladungsgas eine spezifische Intensitätsverteilung eines Elementes im Bogenplasma sowohl in axialer als auch in radialer Richtung bewirkt. Von besonderem Einfluß auf die unterschiedliche Elementverteilung in der Anregungszone sind die physikalischen Eigenschaften wie z.B. die Wärmeleitfähigkeit der Entladungsgase.Teil I: [8].     

Structure and phase transitions of a liquid crystalline polymer

Summary The structures, textures as well as thermodynamic properties of a side chain polymer exhibiting a liquid crystalline phase in addition to a partially crystalline state and the isotropic fluid state were investigated. Furthermore the kinetics of phase transitions between these states were analyzed. It was found that the properties of this polymer are intermediate between that of low molecular weight liquid crystals and common polymers. In particular it was observed that the relation between the liquid crystalline texture and the structure is different from that of low molecular weight liquid crystals and that the properties of the crystalline and liquid crystalline state depend strongly on the tacticity of the polymer.

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Zusammenfassung Für ein Seitenkettenpolymeres, das zusätzlich zum teilkristallinen Zustand und zur isotropen Schmelze einen flüssig-kristallinen Zustand aufweist, wurden die Strukturen und Texturen untersucht sowie thermodynamische Eigenschaften. Außerdem wurde die Kinetik der Phasenumwandlungen analysiert. Es zeigt sich, daß die Eigenschaften zwischen denen üblicher Polymerer und denen von niedrigmolekularen flüssigen Kristallen liegen. Insbesondere zeigte sich, daß die Beziehung zwischen molekularer Struktur und Textur von der bei niedrigmolekularen flüssigen Kristallen abweicht, und daß die Taktizität der Kette einen starken Einfluß auf die Eigenschaften nicht nur der kristallinen Phase sondern auch der flüssig-kristallinen Phase ausübt.

     

Zum Einfluß stark saurer Polymerelektrolyte auf Metallhydroxidniederschläge

Zusammenfassung Die Filtrationsgeschwindigkeit von Aluminiumhydroxid in Gegenwart N-Methylsulfonsäuregruppen enthaltender Derivate des Polyacrylsäureamids wurde in Abhängigkeit verschiedener die Filtrationsgeschwindigkeit beeinflussender Parameter untersucht. Der Einfluß der Eigenschaften des Polymerelektrolyten, des Hydroxids und des wäßrigen Mediums auf die Filtrationsgeschwindigkeit wurden diskutiert.     

Low temperature micro-calorimetry by differential scanning

We describe the construction, operation and performance of a fully automated low temperature differential micro-calorimeter for heat capacity measurements on small samples (m < 100 mg) in the temperature range from 15 K to 300 K. The instrument is operated using different calorimetric methods, in particular adiabatic differential scanning. Its reliability is demonstrated by measuring the heat capacity of 23 mg of copper and 37 mg of cyclopentane with an error of less than 2%.

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Zusammenfassung Es wird der Aufbau, die Funktions- und Arbeitsweise eines vollautomatisierten Differential-Mikrokalorimeters für Wärmekapazitätsmessungen kleiner Proben (m < 100 mg) im Temperaturbereich 15–300 K beschrieben. Die Funktionsweise des Gerätes beruht auf verschiedenen kalorimetrischen Methoden, insbesondere aufadiabatischem Differential-Scanning, Seine Zuverlässigkeit wird durch die Messung der Wärmekapazität einer 23 mg-Kupferprobe und einer 37 rag-Cyclopentanprobe mit einem Me\fehler von kleiner als 2% demonstriert.

     

Molekulartheorie der Ungleichgewichtszustände von Flüssigkeiter

Zusammenfassung Der einsinnige Verlauf irreversibler Vorgänge wird für Gase aus der statistischen Unabhängigkeit aufeinanderfolgender Zusammenstöße hergeleitet. In Kristallen spielt die anharmonische Kopplung von Eigenschwingungen eine ähnliche Rolle wie Zusammenstöße von Gasen. Für den flüssigen Zustand, für welchen sich weder Zusammenstöße noch Eigenschwingungen definieren lassen, wird die Irreversibilität der Reibung und Wärmeleitung aus dem Postulat abgeleitet, daß ein zeitlicher Auto-Korrelationskoeffizient der molekularen Beschleunigung nach einem endlichen Zeitabschnitt verschwinden soll. Durch Verknüpfung dieser Hypothese mit den Bewegungsgleichungen der Molekeln läßt sich die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Relativkoordinaten eines Durchschnittspaares von Molekeln ableiten. Für den Fall ungleichförmiger Temperatur oder Strömungsgeschwindigkeit wird die Verteilungs-funktion durch Auflösung einer Differentialgleichung gewonnen, welche aus der Theorie der Brownschen Bewegung bekannt ist.In Flüssigkeiten werden Impuls und Energie von Molekel zu Molekel durch Wechselwirkungskräfte übertragen. Energie der Impulsübertragung durch die Fortbewegung einzelner Molekeln ist im Gegensatz zu Gasen von untergeordneter Bedeutung. Impuls- und Energiestrom, und demgemäß Viskosität und Wärmeleitfähigkeit lassen sich als Erwartungswerte der Beiträge eines Durchschnittspaares berechnen; hierfür ist die Verteilungsfunktion der Relativkoordinaten anzuwenden.Die Theorie liefert allgemeine Aussagen über den Temperatureinfluß auf die Wärmeleitfähigkeit und Viskosität; sie wurde zur Berechnung des Einflusses eines elektrischen Feldes auf die innere Rèibung von Flüssigkeiten verwendet und auch zur Ableitung einiger Zahlenwerte der inneren Reibung von Argon. Übereinstimmung mit vorhandenem Erfahrungsmaterial erweist sich als hinreichend, um den weiteren Ausbau der Theorie als lohnend erscheinen zu lassen. Hierbei ist die wichtigste noch ungelöste Aufgabe die Berechnung der Auto-Korrelation der molekularen Beschleunigung.Vortrag, gehalten auf dem Herbert-Freundlich-Gedächtnis-Kongreß in Berlin vom 5. bis 8. Mai 1954.     

Die Wärme- und Temperaturleitfähigkeit von Kunststoffen

Zusammenfassung Es wird ein überblick über die verschiedenen physikalischen Modelle der Wärmeleitung gegeben. Für die Temperaturleitfähigkeit werden mit Hilfe der Thermodynamik Beziehungen abgeleitet, die die Berechnung von Änderungen auf Grund von Druck- und Temperatureinfluß zulassen.Anhand von Meßergebnissen der Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit von Druck und Temperatur werden Aussagen der theoretischen Analyse überprüft. Die wichtigsten Vorgänge, die den Verlauf der Meßwerte beeinflussen, sind für amorphe Kunststoffe Segmentbewegungen oder Reorientierungen von einzelnen. Molekülgruppen, für teilkristalline Kunststoffe Kristallisationserscheinungen oder änderungen der kristallinen Struktur.Verschiedene Beobachtungen führen zu dem Schluß, daß der Ordnungszustand von Schmelzen teilkristalliner Kunststoffe durch Druckeinwirkung während längerer Zeiten verbessert werden kann.

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Summary A review of several physical models of heat conduction is presented. Equations are derived for calculation of changes in thermal diffusivity with temperature and pressure.Experimental data of thermal conductivity and diffusivity, varying with temperature and pressure, are compared with results of the theoretical analyses. The experimentally observed phenomena for amorphous polymers can be interpreted in terms of segment motions or reorientation of distinct molecular groups. In semi-crystalline polymers, crystallisation or change in crystalline structure has a controlling influence on the thermal conductivity and diffusivity.Some observations support the conclusion that the molecular order of melts of semi-crystalline polymers can be improved by application of pressure over long periods.

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Mit 14 Abbildungen und 2 Tabellen     

Einiges über Ordnungszustände und molekularen Feinbau bei Fasern,inbesondere bei natürlichen Zellulosefasern

Zusammenfassung Es werden die technischen Anforderungen an textile Fasern zusammengestellt, anschließend die prinzipiellen Aufbaumöglichkeiten von Fasern diskutiert und dabei besonders die Vorteile durch die morphologische Überstruktur bei Naturfasern gegenüber den nur statistisch geordneten Kunstfasern für eine Reihe von Eigenschaften besprochen. Am speziellen Modell der nativen Zellulose von Franz—Correns—Dolmetsch wird gezeigt, daß die Eigenschaften der Makromoleküle ausreichen, um auch die Längsfestigkeit der Fibrillen trotz der Unterteilung in Dermatosome zu verstehen. Schließlich wird auf einen möglichen Zusammenhang zwischen der Wellenlänge der thermischen Wärmebewegung und den Dermatosomdimensionen hingewiesen.