Beitr?ge zur Untersuchung des Torfes im Hinblick auf seine balneotherapeutische Verwendung

Zusammenfassung Für die balneologische Beurteilung des Torfes werden die am Balneologischen Institut bei der Universität München und an der Deutschen Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie München ausgearbeiteten und gebräuchlichen Methoden der chemischen und physikalischen Untersuchung beschrieben.Der Kleinen Badetorfanalyse, die für die überwiegende Mehrzahl der Badetorfe Deutsehlands in Frage kommt, wird ein Verfahren der abgekürzten organischen Gruppenanalyse zugrunde gelegt, das auf den früher von W. BENADE sowie von S. W. Souci u. Mitarb. ausgearbeiteten Torf-Analysengängen aufgebaut ist und die quantitative Ermittelung der wichtigsten Stoffgruppen (gekennzeichnet durch den vorwiegenden Gehalt an Huminsäuren, Bitumen, wasserlöslichen Kohlenhydraten, Hemicellulosen und Cellulose, Lignin und Huminen) ermöglicht. Die angegebenen Methoden gestatten einen weiteren Ausbau zur Groen Badetorfanalyse.Ein Berechnungsschema und eine tabellarische Übersicht zum Zwecke der einheitlichen Darstellung der Untersuchungsergebnisse werden angegeben.Frl. Anneliese Hartmann, Technische Assistentin, sei für ihre sorgfältige Mitarbeit auch an dieser Stelle bestens gedankt.     

Acyl-lacton-Umlagerung. XXVI

Zusammenfassung In -Stellung acylierte cyclische Carbonsäurederivate sind die Ausgangsverbindungen für zahlreiche O-S- und N-Heterocyclen nach dem Reaktionsschema der Acyl-lacton-Umlagerung.Es wird eine Übersicht gegeben über die Lage der UV-Absorption von -Acyl-carbonsäurederivaten und die Beziehung zwischen Absorptionslage und -Substitution aufgezeigt.Die UV-Absorption dient als Hilfsmittel zur qualitativen und quantitativen Bestimmung der -Acylverbindungen bei der Synthese sowie zur kinetischen Verfolgung der Umlagerungsreaktion.XXV. Mitteilung: K. H. Büchel u. F. Korte ².     

Bestimmung der Parameter der Nitrilgruppe in der LCAO−MO-Methode und UV-Spektren der Phthalonitrile

Zusammenfassung Die Energie-Eigenwerte der Mono-und Dinitrile des Benzols werden als Funktionen der Parameter der Nitrilgruppe berechnet. Während die Parameter n bzw. c, welche dieCoulombintegrale des Stickstoff-bzw. des Kohlenstoffatoms der Nitrilgruppe charakterisieren, durch Vergleich mit anderen Parametern abgeschätzt werden müssen, läßt sich der Parameter c–n, welcher das Resonanzintegral der C–N-Bindung der Nitrilgruppe beschreibt, aus den UV-Spektren der Mono-und Dinitrile des Benzols bestimmen. Auf diesem Wege werden für n=0,3, für c=0,01 bis 0,1 und für c–n=1,5 erhalten.Die UV-Spektren der drei isomeren Phthalonitrile werden mitgeteilt und kurz diskutiert.Mit 6 AbbildungenHerrn Prof. Dr.Friedrich Hecht zum 60. Geburtstag gewidmet. (O. E. P.)     

Die Bestimmung der Stickstoff-Isotopenh?ufigkeit im Ammoniakstickstoff

Zusammenfassung Zur Stickstoff-Isotopenhäufigkeitsbestimmung mit dem Massenspektrometer werden Erläuterungen gegeben und Erfahrungen mitgeteilt. Da in vielen chemischen und biologischen Versuchen der Stickstoff von anderen Substanzen als NH₃-N abgetrennt vorliegt, enthält die vorliegende Arbeit nicht nur prinzipielle Hinweise, sondern auch eine genaue Arbeitsvorschrift für die Umwandlung des NH₃-N zu elementarem N₂, die für die massenspektrometrische Bestimmung günstigste Stickstoff-Form. Ein besonderer Abschnitt behandelt die Fehlermöglichkeiten, wie Schwankungen des Meßgerätes, Auswertefehler, Fehler der chemischen Aufbereitung der Proben, Schwankungen in der Gleichgewichtsemstellung zwischen ¹⁴N¹⁴N und ¹⁵N¹⁴N und die Verfälschung des Meßergebnisses durch Fremdgase. Angaben von Formeln gestatten die Berechnung des benötigten Vakuums für die chemischen Vorarbeiten und die Korrektur des durch Fremdstickstoff verfälschten Meßergebnisses. Je nach dem Verfahren liegt die Reproduzierbarkeit der Bestimmung bei 0,2 bzw. 0,03%.Das Massenspektrometer und weitere Hilfsmittel wurden dem Direktor des Instituts für Bodenkunde und Standortslehre, Herrn Prof. Dr. W. Laatsch, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft für Untersuchungen über die nichtsymbiotische Bindung von Luftstickstoff in Waldböden freundlicherweise zur Verfügung gestellt. Für diese Unterstützung sei besonders gedankt.     

Untersuchungen zur Bestimmung von Methionin

Zusammenfassung Auf der Basis einer von Baernstein angegebenen Methode wurde ein Mikroverfahren zur gleichzeitigen Bestimmung von Methionin über Thiolacton und flüchtiges Methyl, von Cystin sowie von Schwefelwasserstoff- und Sulfitschwefel entwickelt, das die Bestimmung dieser Fraktionen in Proteinen, Gesamtlebensmitteln und anderen organischen Substanzen gestattet. Ein Vergleich mit anderen Verfahren erwies die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit dieser Methode.     

Bestimmung kleinster Mengen Silicium in Wasser durch Extraktion des Silicomolybd?nblaus als Aminsalz mit Chloroform und Photometrierung der Chloroforml?sung

Zusammenfassung Es wird eine Methode beschrieben, die es gestattet, Kieselsäuregehalte in Wasser zu bestimmen, die weit unterhalb der Empfindlichkeitsgrenze der bisher bekannten Verfahren liegen. Die Steigerung der Empfindlichkeit war in der Hauptsache möglich durch Anreicherung des Silicomolydänblaus als Aminsalz aus einem relativ großen Flüssigkeitsvolumen durch Extraktion mit Chloroform und weiterhin durch die Verringerung der Blindwertstreuung.Nach den bekannten Verfahren von Zimmermann und Bochem liegen die Empfindlichkeitsgrenzen bei einem relativen Streubereich von ±10% bei 55 resp. 17 g SiO₂/l. Dagegen ist es nach dem beschriebenen Verfahren möglich, 2 g SiO₂/l Wasser mit einem relativen Streubereich von ±10% zu bestimmen.Der relative Streubereich, ermittelt aus je 10 Messungen bei den Konzentrationen 1,2 und 6,0 g SiO₂/l Wasser betrug ±20 resp. ±4%.Der Konzentrationsbereich, für den das Verfahren geeignet ist, liegt zwischen 1 und 50 g SiO₂/l Wasser.Der Zeitbedarf für drei nebeneinander angesetzte Bestimmungen beträgt etwa 1 1/4 Std.Es wird weiterhin gezeigt, daß tridestilliertes Wasser, hergestellt in einer Quarzapparatur, für die Blindwertbestimmung ungeeignet ist, weil das Wasser aus der Quarzapparatur wieder Kieselsäure aufnimmt. Mit Amberlite IRA 400 entkieseltes Wasser dagegen zeigt keine meßbaren Mengen an Kieselsäure mehr und ist daher für die Blindwertbestimmung und die Herstellung von Reagenslösungen hervorragend geeignet.Das beschriebene Verfahren dürfte außer für die Kieselsäurebestimmung in kieselsäurearmen Wässern besonders geeignet sein für die Kieselsäurebestimmung in Lösungen, die eine nicht extrahierbare Eigenfärbung aufweisen, wie z.B. bei Anwesenheit von Ni, Cu, Co-salzen usw.Herrn Haupt möchte ich an dieser Stelle für die sorgfältige Durchführung der Untersuchungen danken.     

Radiopapierchromatographie der Isomeren des 1.2.3.4.5.6-Hexachlor-cyclohexans (HCH)

Zusammenfassung Für die quantitative Auswertung der Aktivitätsverteilung auf Radiopapierchromatogrammen wurde ein 4-Durchnußzähler gebaut. Der Aufbau und die Betriebsweise dieses Zählers werden beschrieben. Die Anwendung der Radiopapierchromatographie als quantitative Analysenmethode wird am Beispiel des Isomerisierungsgleichgewichtes -HCH -HCH -HCH erläutert.Der Vereinigung von Freunden der Technischen Hochschule Darmstadt und dem Fonds der Chemischen Industrie danken wir für finanzielle Unterstützung.     

Über synthetische Ketoside der N-Acetyl-d-neuraminsäure, 2. Mitt.: Anomere n-Amyl- und n-Hexyl-ketoside der N-Acetyl-d-neuraminsäure

Zusammenfassung Die Eigenschaften anomerer n-Amyl- und n-Hexyl-ketoside der N-Acetyl-d-neuraminsäure und ihrer kristallisierenden Tetra-O-acetyl-derivate wurden miteinander verglichen. Den durch Neuraminidase nicht spaltbaren Glykosiden, die durch Erhitzen von N-Acetyl-d-neuraminsäure mit chlorwasserstoff-haltigem Amyl- bzw. Hexylalkohol erhalten werden konnten und eine stärkere Linksdrehung zeigen, wird die -Konfiguration, den früher¹ nach dem Verfahren vonKoenigs undKnorr über die Pentaacetyl-2-chlorneuraminsäure dargestellten und durch Neuraminidase spaltbaren Anomeren die -Konfiguration zugeschrieben.

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A comparison has been made of the properties of the anomeric n-amyl and n-hexyl ketosides of N-acetyl-d-neuraminic acid and of their crystalline peracetyl derivatives. The more levorotatory anomers, which have been prepared by heating N-acetyl-d-neuraminic acid with amyl or hexyl alcohol containing dry hydrogen chloride and which are not attacked by neuraminidase, are assigned the -configuration, whereas the -configuration is attributed to the anomers which have previously¹ been obtained via pentaacetyl-2-chloro-neuraminic acid by the method ofKoenigs andKnorr and have proved to be cleaved by neuraminidase.

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Mit 2 Abbildungen     

Notiz zur photometrischen Bestimmung des Vanadiums mit Wasserstoffperoxyd

Zusammenfassung Die photometrische Bestimmung des Vanadiums mit Wasserstoffperoxyd wird weitgehend unabhängig von den in der Probenlösung vorliegenden Gehalten an Wasserstoffperoxyd und Schwefelsäure, wenn man die photometrische Messung bei der Wellenlänge des isosbestischen Punktes, =405 m, vornimmt.Ich danke Fräulein Annette Schenkedehl für die experimentelle Mitarbeit.     

Pressure effect on adhesion

Zusammenfassung Unter der Voraussetzung von Verknüpfungen wird die Anfangsgeschwindigkeit der Adhäsion untersucht.Wenn Epoxyharz-Aminsysteme als Klebstoff gebraucht werden, ist die Beziehung zwischen Härtezeit und Anfangs-Bindefestigkeit theoretisch wie folgt gegeben:S(t)/S(t ₀ )=t+1. Dabei sindS(t) undS(t ₀) die Klebefestigkeit nach den Härtezeitent bzw.t ₀ ist ein Maß für das Ansteigen der Verknüpfungen, t=t–t₀.Die Beziehung zwischen Härtungsdruck und Verhältnis der Klebfestigkeiten lautet lnS(p)/S(p ₀ )=ln+·p. Wieder sind die Werte der FestigkeitenS aufp bzw.p ₀ auf die Drucke bezogen. und sind Konstanten.Die experimentellen Ergebnisse für das Kleben von Kupfer mit Epoxyharz-Aminsystemen bestätigen diese theoretischen Voraussagen.

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With 7 figures and 3 tables     

Investigation of the electric moments of AgI particles in aqueous solutions by electric birefringence

Summary Aqueous suspensions of AgI were studied by the electric birefringence method. The rotatory diffusion constant and the relation between two electric moments of the particles (defined by the ratio ) were determined from the dependence of the electric birefringence on the frequency of the applied field (=229s ^–1; =2,37). These parameters were also calculated from the electric birefringence data in rapidly reversed electric pulses. The obtained values are=237s ^–1 and =1,09. The correspondence of the-values is satisfactory. The discrepancy of the -values may be due to the polydispersity of the investigated suspension. The dependence of electric birefringence on the frequency of the applied field, the difference between the initial slopes of the curvesn/E ₌ ² andn/E _~ ² and the type of the birefringence at field reversal show that the orientation of the AgI particles is due to the interaction of two electric moments with the applied field, which are directed along the larger dimension of the particles. One of both electric moments is the induced dipole moment connected with the displacement of the ions in the double electric layer. The other moment shows a slow relaxation between 10 Hz and 1 kHz and may be related to either the permanent or a slow induced dipole moment.

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Zusammenfassung Es wurden wäßrige AgI-Suspensionen mit Hilfe der elektrischen Doppelbrechung untersucht. Die Rotationsdiffusionskonstante und die Beziehung —definiert als Verhältnis - zwischen zwei elektrischen Momenten der Teilchen wurden aus der Abhängigkeit der elektrischen Doppelbrechung von der Frequenz des angelegten Feldes bestimmt (=229s ^–1;=2,37). Diese Parameter wurden auch aus Messungen der elektrischen Doppelbrechung im elektrischen Feld mit rechteckförmigen Impulsen wechseln der Polarität berechnet. Die erhaltenen Werte,=237s ^–1 und =1,09, stimmen im Fall gut, im Fall schlecht überein, was auf die Polydispersität der untersuchten Dispersionen zurückgeführt werden kann. Aus der Abhängigkeit der elektrischen Doppelbrechung von der Frequenz des angelegten Feldes, aus der Differenz zwischen den Anfangssteigungen der Kurvenn/E ₌ ² undn/E _~ ² und aus dem Verhalten der Doppelbrechung bei rechteckförmigen Pulsen wechselnder Polarität geht hervor, daß die Orientierung der AgI-Partikel von der Wechselwirkung zweier elektrischer Momente mit dem angelegten elektris chen Feld herrührt, die beide mit der Richtung der längeren Achse der Teilchen übereinstimmen. Eines der beiden Momente ist das induzierte Dipolmoment und kommt durch eine sehr schnelle Platzverschiebung der Ionen in der elektrischen Doppelschicht zustande. Das andere Moment zeigt eine langsame Relaxation im Bereich 10 Hz bis 1 kHz und kann entweder mit dem permanenten Dipolmoment oder mit einem langsamen induzierten Dipolmoment in Zusammenhang gebracht werden.

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With 4 figures and 1 table     

Ordnungsumwandlungen von basischen Poly-α-Aminosäuren

Zusammenfassung Basische Poly-a-aminosäuren wie Poly-L-lysin (PLL) und Poly-Ornithin (PLO) unterliegen infolge Protonierung der basischen Seitengruppen und der damit verbundenen gegenseitigen elektrostatischen Abstoßung einer pH-induzierten Ordnungsumwandlung. Hierbei handelt es sich — wie die CD-Spektren zeigen-wahrscheinlich nicht um eine Helix-Knäuel-, sondern um eine Helix-Helix-Umwandlung. Diese Umwandlung wird in Abhängigkeit von der Temperatur durch Perchlorat-Ionen, oberhalb einer bestimmten Konzentration unabhängig vom Kation im gesamten pH-Bereich vollständig unterdrückt. Mit steigender Perchloratkonzentration wird einmal die UmwandlungstemperaturT _m zu höheren Werten verschoben, andererseits nimmt die Stufenhöhe A[] der spezifischen Drehung sowie die scheinbare oder van't Hoffsche UmwandlungswärmeH _H ab. Dies ist gleichbedeutend mit einer Abnahme der Kooperativität der Umwandlung.Ganz offensichtlich handelt es sich bei der Stabilisierung der -Helix basischer Poly--aminosäuren um einen elektrostatischen Abschirmeffekt der Perchlorationen gegenüber den positiv geladenen Seitengruppen. Kalottenmodelle zeigen, daß die ClO₄-Ionen sterisch sehr gut zwischen die NH₃ ⁺-Seitengruppen passen und so eine linksgängige Superhelix um die rechtsgängige -Helix aufbauen. Hierauf deutet auch der entgegengesetzte Verlauf der polarimetrisch ermittelten Umwandlungskurven hin.In Sulfatlösungen erhält man in Übereinstimmung mit unseren Vorstellungen infolge einer negativen Überschußladung pro Rest nicht das Spektrum der -Helix, sondern das der anscheinend gestreckten Molekelkonformation. Das nur einwertig negative Na-methylsulfat stabilisiert hingegen in höheren Konzentrationen die a-Helix von PLL und PLO.In wäßrig-alkoholischen Lösungen (Äthanol, Methanol, Propanol) steigtT _m bei konstanter ClO_4-Konzentration linear mit dem Alkoholgehalt. Dabei bleibtH _H konstant. Dies bedeutet, daß die scheinbare UmwandlungsentropieS _H wegenT _m =H _H /S _H mit dem Alkoholgehalt abnimmt.Dies folgt anscheinend aus der mit dem Alkoholgehalt abnehmenden Dielektrizitätskonstante (DK) des Mediums. Mit abnehmender DK nimmt aber bei der auf elektrostatischer Abstoßung beruhendenOrdnungsumwandlung die Zahl der inneren Freiheitsgrade des Makromoleküls und damit die Entropie ab.Entsprechend diesen Überlegungen wird in DioxanWasser-Mischungen derselbe, in Wasser-N-Methylformamid (DK 177)-Mischungen mit steigender DK —wie zu erwarten — der entgegengesetzte Effekt beobachtet.

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Summary Due to the protonation of their basic side-chains basic amino-acids undergo a pH-induced order transition process as a consequence of the electrostatic repulsive forces between the positive charged groups.According to CD-spectra this process seems to be not a helix-coil but a helix-helix-transition. Perchlorate ions suppress this transition process depending on temperature and electrolyte concentration at all pH values completely. Increasing ClO₄-concentration shifts the transition temperatureT _m to higher values. On the other hand [] — the difference of the specific rotation before and after the transition — becomes lower and also the heat of transitionH _H decreases with increasing perchlorate concentration, which means that the cooperativity of the transition process decreases too. Obviously the stabilisation of the -helix of basic poly-a-amino acids by C1O₄ ions is due to an electrostatic screening effect. One can show by molecule models that the perchlorate ions fit exactly between the positively charged ammonium groups. In this way a left-handed super-helix of perchlorate ions is formed around the right-handed -helix. This assumption agrees with the inverse character of the polarimetric transition curves without ClO₄4 atmoderate pH-values in the depronated state of the NH₂-groups and in ClO₄ containing solutions at lower pH-values. Consequently SO₄ ions don't stabilize the -helix of basic poly--amino acids because of one negative excess charge per residue along the chain. However, sodium methylsulfate which carries only one negative charge stabilizes the -helix of poly-L-lysine and poly-L-ornithine.In alcohol water mixtures (methanol, ethanol,n-propanol) at constant ClO₄, concentrationT _m increases linearly with increasing alcohol-content up to 50% alcohol, whereasH _H remains constant. This means thatS _H decreases as a consequence ofT _m =H _H . The decrease inS _H is probably due to the fact, that the dielectric constant of the mixture decreases with increasing alcohol concentration. As a consequence the repulsive forces between neighboured side-chains increase and therefore the degrees of freedom of the macromolecule and concomitantly the entropy decreases.According to this assumption the same effect is observed in Doxan-water mixtures and the opposite inN-methylformamide mixtures (d. c. 177) because of the very high dielectric constant between 100 and 140 in the solvent used.

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Mit 19 Abbildungen     

Über die Wärmekapazität des kristallinen Polyäthylens

Zusammenfassung Die Wärmekapazitätc _V des 100% kristallinen Polyäthylens nach einer neueren, vonWunderlich zusammengestellten Tabelle (4) verläuft unterhalb 10 °K proportional zuT ³. Zwischen 10 °K und 50 °K genügt sie der Gleichungc _V=a₃T³+a_nTⁿ [A] mit einem Exponentenn, der mit steigender Temperatur von 3 nach 3/2 abfällt. Zwischen 100 °K und 200 °K ist sie durch c_V=a₁T+a_1/2T^1/2 [B] darstellbar. Dieser Verlauf läßt sich qualitativ sehr gut mit Hilfe desStockmayer-Hecht-Modells verstehen.Einen wesentlichen Unterschied zwischen Polymer-Kristallen und vergleichbaren niedermolekularen Kristallen (etwa Äthylen-Kristallen) erzeugt die Biegesteifigkeit der Polymer-Ketten. Sie bewirkt, daß sich die transversalen akustischen Phononen in bezug auf ihre Energie-Impuls-Relation und ihre Geschwindigkeit zum Teil wie mit Masse belegte freie Teilchen verhalten. Die longitudinalen akustischen Phononen bleiben dagegen — wie die akustischen Phononen in niedermolekularen Kristallen allgemein — mit den masselosen Photonen im Vakuum vergleichbar. Sowohl die Beschränkung der Gültigkeit desDebyeschen T ³-Gesetzes auf sehr tiefe Temperaturen, als auch das zusätzliche Glied zum-Debyeschen T ³-Gesetz in [A] und das zusätzliche Glied zumTarasovschen T-Gesetz in [B] sind auf die Besonderheit der transversalen Phononen zurückzuführen.Die Verwendbarkeit desStockmayer-Hecht-Modells zu quantitativen Aussagen wird unter anderem dadurch eingeschränkt, daß die Zahl der Freiheitsgrade im Falle der linearen Kette im Verhältnis 21, im Falle der ebenen Zickzack-Kette dagegen im Verhältnis 11 auf die trägen und trägheitslosen Phononen verteilt wird.

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Summary According to a table recently compiled byWunderlich (4) the heat capacitycV of 100% crystalline poly-ethylene is proportional to T³ below 10 °K. Between 10 °K and 50 °K it suffices the equation c_V=a₃T³+a_nTⁿ [A] with an exponentn which decreases from 3 to 3/2 with increasing temperature. Between 100 °K and 200 °K it fits to the equation c_V=a₁T+a_1/2T^1/2. [B] This behaviour is easy to understand qualitatively by means of theStockmayer-Hecht-model.A fundamental difference between polymeric crystals and comparable nonpolymeric crystals (such as ethylene crystals) is due to the stiffness of the polymer chains. This stiffness provokes the transverse acoustical phonons to behave like free particles charged with mass, as far as their energy-momentum-relation and their velocity are concerned. On the contrary the Iongitudinal acoustical phonons, like the acoustical phonons in nonpolymeric crystals in general, remain comparable to the massless photons in the vacuum.The limitation of theDebye T³-law to very low temperatures as well as the additional term to theDebye T³-law in [A] and the additional term to theTarasov T-law in [B] can be attributed to the peculiarity of the transverse phonons.The availability of theStockmayer-Hecht-model for quantitative statements is limited, among others, by the fact that the number of the degrees of freedom is distributed to the inert and the inertialess phonons in the proportion of 21 in case of linear chains and of 11 in case of planar zig-zag chains.

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Vorgetragen auf der Frühjahrstagung des Regionalverbandes Hessen-Mittelrhein-Saar der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Darmstadt am 12. März 1970.     

Die extraktiv-photometrische Bestimmung von Palladium als Tetra?thylenglykoldimethyl?ther-tetrajodopalladat(II)

Zusammenfassung Die Flüssig-flüssig-Extraktion des Palladiums als Tetraäthylenglykol-dimethyläther-tetrajodopalladat(II) erlaubt die extraktiv-photometrische Bestimmung von 1,5 g Pd/150 ml Probelösung neben großen Überschüssen an Rhodium (PdRh=150), Ni²⁺, Co²⁺, Mn²⁺ und Zn²⁺ (110⁴). Die Verteilungsbedingungen der Extraktion wurden auf polarographischem Wege untersucht und bewirken eine 100fache Empfindlichkeitssteigerung gegenüber der Kathodenstrahlpolarographie.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für die apparative und finanzielle Unterstützung der vorliegenden Arbeit.     

Das freie Volumen und die Änderung des Ausdehnungskoeffizienten und der Molwärme bei der Glasübergangstemperatur von Hochpolymeren

Zusammenfassung Die als Schnittpunkt von Volumen-Temperatur-Kurven für Schmelze und Glas ermittelte Glasübergangstemperatur wird als unterste Grenze der Schmelze angesehen. Diese wird entsprechend der Löchertheorie für Flüssigkeiten von Eyring und Hirai als eine mit Leerstellen gesättigte Mischung aufgefaßt.Es wird eine Verdünnungsentropie S₁ bestimmt, für die der athermische Ansatz von Flory und Huggins benutzt, und eine Verdünnungsenthalpie H₁, für die ein eigener Ansatz abgeleitet wird, der statt der üblichen mittleren Koordinationszahl z einen geometrischen Parameter a enthält. Dieser scheint realistischer die Größe und Gestalt der Mischungspartner zu berücksichtigen. Mit Hilfe der beiden Größen S₁ und H₁ sowie Volumen- und Enthalpiefunktionen lassen sich Ausdrücke für die Änderung des Ausdehnungskoeffizienten ^* und der Molwärme C_p bei der Glastemperatur entwickeln. Diese ermöglichen eine Berechnung des spez. freien Volumens ₁ ^* und des geometrischen Parameters a für 11 verschiedene Hochpolymeren. Dabei ergibt sich, daß a offenbar bei der Glastemperatur eine Konstante ist, während ₁ ^* nur sehr grob als Konstante angesprochen werden kann. Ein mittlerer Wert von ¯ ₁ ^* =0,0235 stimmt aber sehr gut mit dem von Williams, Landel und Ferry viskosimetrisch bestimmten Wert von ca. 0,025 überein. Diese Übereinstimmung läßt den Schluß zu, daß im Sinne der Löchertheorie nur die Leerstellen als freies Volumen anzusprechen sind und für translatorische Bewegungsmechanismen zur Verfügung stehen, nicht aber das Schwingungsausdehnungsvolumen.Die Inkonstanz von ₁ ^* bei genauerer Betrachtung zeigt aber, daß offenbar bei der Glastemperatur kein iso-freier Volumenzustand herrscht. Die gleiche Feststellung trifft auch Miller auf Grund viskosimetrischer Untersuchungen. Die Abweichungen der Meßdaten von der Simha-Boyer-Gleichung ^* · Tg=k lassen sich dadurch erklären, daß k gar keine Konstante ist, sondern eine Funktion von ₁ ^* . Dieses zeigt aber, daß Stoffe mit beweglicheren Kettenmolekülen ein kleineres ₁ ^* als Stoffe mit steiferen Kettenmolekülen besitzen. Die gleiche Beobachtung wird bei der analogen C_p-Beziehung gemacht. Das freie Volumen bei der Glastemperatur ₁ ^* ist demnach ein Maß für die Molekülsteifigkeit. Ferner gelingt es, Leerstellenvolumina von verschiedenen Hochpolymeren auszurechnen. Die Ergebnisse bestätigen vollauf die Annahme von Frenkel, daß die Leerstellen die Größe von kleinen Atomen haben und im Prinzip nichts mit der Molekülgröße zu tun haben.

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Summary The glass transition temperature, the intersection of volume-temperature-curves for melt and glass, is considered as lowest limit of the melt. In accordance with the hole-theory of Eyring and Hirai for liquids same is interpreted as a mixture saturated with holes.There is being defined an entropy of dilution S₁ for which the athermal concept of Flory and Huggins is taken, and an enthalpy of dilution H₁ for which an own concept is derived with a geometrical parameter a instead of the usual mean coordination number z. This parameter seems to consider more realistically the size and shape of the mixing components. By means of S₁ and H₁ as well as the functions of volume and enthalpy expressions for the change of the expansion coefficient ^* and the molar heat C_p at glass temperature can be evolved. Thus a calculation of the specific free volume ₁ ^* and of the geometrical parameter a is rendered possible for 11 high polymers. It can be stated that at glass temperature a evidently is a constant while ₁ ^* just roughly can be called a constant. A mean value of ¯ ₁ ^* =0.0235 corresponds, however, very well with the value of about 0.025 which was found by Williams, Landel and Ferry by viscosimetric measurements. In consideration of this conformity it can be concluded that in accordance with the hole-theory only the holes can be defined as free volume and that they are available for translationmechanisms and not the vibration-expansion-volume.When going into the matter it can be seen from the inconstancy of ₁ ^* that evidently no iso-free volume state is given at the glass temperature. The same conclusion is drawn by Miller on account of viscosimetric measurements. The deviation of the data from the Simha-Boyer-equation ^* · Tg=k can be explained by the statement that k is no constant but a function of ₁ ^* . This shows that material with flexible chain molecules have a smaller ₁ ^* than material with less mobile chain molecules. The same appearance can be observed with the analogous C_p-relation. Consequently the free volume at the glass temperature ₁ ^* is a measure for the stiffness of the molecules. Moreover it is possible to calculate hole volumes of various high polymers. The results confirm to a full extent Frenkel's assumption that the holes have the size of small atoms and, in principle, have nothing to do with the size of the molecules.

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Herrn Dr.H. Wilski, Frankfurt-Höchst, und meinem Kollegen Herrn Dr.K. H. Illers habe ich für die Überlassung einiger Meßdaten herzlich zu danken.

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Meinem Kollegen Herrn Dr.K. Apel danke ich besonders herzlich für die Programmierung und Durchführung von Rechnungen auf einem Tisch-Computer.     

The unperturbed conformation and interaction parameters of polyvinylalcohol in aqueous solutions. Polydispersity effects

Summary Unperturbed conformation and interaction parameters of polyvinyl alcohol in aqueous solutions have been determined. To this end intrinsic viscosity-molecular weight data have been analyzed in terms of the Burchard-Stockmayer-Fixman (BSF) equation. A special form of this equation for polydisperse polymers has been derived. Values of the Flory-Huggins interaction parameter x, the polymer constantK ₀ and other related quantities have been obtained using the original data of Matsumoto and Ohyanagi. For sake of comparison intrinsic viscosity-molecular weight data of several commercial PVA samples were measured and analyzed. The parameters obtained, are discussed in relation to other literature data of PVA. The viscosimetric value agrees very well with literature values of if the cubed viscosity radius expansion factor is given by the theoretical equation derived by Shimada and Yamakawa: ³ =1+1.14 z +....

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Zusammenfassung Ungestörte Konformations- und Wechselwirkungsparameter von Polyvinylalcohol (PVA) in wäßriger Lösung wurden bestimmt. Dazu wurde die Beziehung zwischen der Grenzviskosität [] und dem Molekulargewicht mit Hilfe derBurchard-Stockmayer-Fxman-Gleichung analysiert. Zuerst aber wurde eine besondere Form der BSF-Gleichung für polydisperse Polymere abgeleitet. Die gefundenen Werte für den Wechselwirkungsparameter und die PolymerkonstanteK ₀ wurden auf den originellen Daten von Matsumoto und Ohyanagi basiert. Zum Vergleich wurden verschiedene kommerzielle PVA-Muster analysiert. Die gemessenen -Werte stimmen mit den Literaturwerten für am besten überein, wenn für die Expansionskoeffizienten die theoretische Gleichung von Shimada und Yamakawa ³ = 1 + 1.14 z ... eingeführt wird. Die Ergebnisse wurden anhand weiterer Literaturdaten über PVA erörtert.

     

Elastizitätsmodul und Dichte von kaltverstrecktem und druckbehandeltem Polyäthylen

Zusammenfassung Proben aus Polyäthylen hoher Dichte wurden bei Raumtemperatur mit verschiedenen Geschwindigkeitenv _ver auf einer Zugprüfmaschine verstreckt. Beiv _ver 10 mm/min beobachtet man eine fast isotherm verlaufende inhomogene Deformation, die zu Verstreckungsgraden=8–13 und mittleren Dichten = 0.80 g/cm³ in den verstreckten Probenbereichen führt. Die bei höherenv _ver bis zu 50 mm/min eintretende adiabatische Erwähnung ergibt höhere Verstreckungsgrade=13–18 und geringere Dichten = 0.64 g/cm³. Es existiert kein natürlicher Verstreckungsgrad. Der Dichteabfall mit zunehmendem kann durch eine Gerade repräsentiert werden; der ElastizitätsmodulE ergibt eine mit zunehmende Kurve.Nach einer Druckbehandlung der Proben mit 5600 bar bei Raumtemperatur erreichte ihre Dichte fast wieder den Anfangswert vor der Verstreckung, wobei keine Abhängigkeit von oder anderen Parametern zeigte. Der ModulE hatte zugenommen, aber nicht proportional zur Dichte. Der Vergleich von undE verstreckter Proben vor und nach der Druckbehandlung weist auf den Netzwerkcharakter von kaltverstrecktem Polyäthylen hin.Herrn Prof. Dr. K. Ueberreiter zum 70. Geburtstag gewidmet.