Beitrag zur phänomenologischen Theorie der elektrischen Polarisation in Kunststoffen

Zusammenfassung Um den an Niederdruckpolyäthylen gemessenen zeitlichen Verlauf der Ausbildung der Polarisation, der ein Maximum und ein Minimum aufweist, erklären zu können, wird unter der Annahme eines homogenen elektrischen Feldes eine Beziehung für die Polarisation in Abhängigkeit von der Zeit hergeleitet. Es wird gezeigt, daß mindestens zwei dielektrische und zwei Raumladungsrelaxationszeiten erforderlich sind, um eine Kurve mit einem Maximum und einem Minimum zu erhalten. Mit Hilfe von vier geeignet gewählten dielektrischen und zwei Raumladungsrelaxationszeiten wird der Polarisationsverlauf berechnet, der bei etwa 37 sec ein Maximum und bei etwa 58 sec ein Minimum hat, wie es sich experimentell bei einer Temperatur von 40°C ergab. Aus den Ergebnissen wird gefolgert, daß neben den der Rechnung zugrunde gelegten Relaxationsvorgängen noch ein anderer Mechanismus wirksam sein muß.

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Mit 2 Abbildungen

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Herrn Professor Dr.Max Knoll zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Elektronenspinresonanz-, Differentialthermoanalyse- und Molekulargewichtsuntersuchungen an mechanisch beanspruchten Kunststoff-Fäden

Zusammenfassung Polyamid-6-, Polyamid-12-, Polyäthylenterephthalat-, Polyäthylen- und Polypropylenfasern werden im Meßkopf eines ESR-Spektrometers gedehnt. Aus dem Auftreten eines ESR-Spektrums während der Dehnung von Polyamid-6 wird auf die Bildung freier Radikale geschlossen, die durch Kettenbrüche in den amorphen Bereichen entstehen. Bei den anderen Substanzen tritt keine oder nur sehr geringe Radikalbildung auf. Dies wird dadurch erklärt, daß nur in Polyamid-6 die Stabilität der kristallinen Bereiche zur Bildung bis zur Bruchdehnung verspannter Kettenmolekeln in den amorphen Bereichen ausreicht. Diese Vorstellung wird durch Bestimmungen der Molekulargewichte und der Kristallinität der gedehnten Proben gestützt.

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Summary Nylon-6, Nylon-12, polyethyleneterephthalate-, polyethylene- and polypropylene fibers are stretched in the cavity of an ESR-spectrometer. The ESR-spectra formed during stretching of Nylon-6 indicate the formation of free radicals by chain scissions in the amorphous regions. With other polymers no or only very weak ESR-signals are observed. It is suggested that the stability of crystalline regions is sufficient only for Nylon-6 to allow the formation of chains in the amorphous regions which are strained up to their breaking elongation. This is confirmed by determinations of molecular weights and crystallinities of the stretched fibers.

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Mit 17 Abbildungen und 2 Tabellen

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Herrn Prof. Dr.K.-H. Hellwege zum 60. Geburtstag gewidmet.     

X-ray small-angle scattering of bulk polyethylene

Summary A previously described method for evaluating X-ray small-angle scattering curves was applied to a number of well-characterized polyethylene samples. The average thicknesses of the crystalline and amorphous layers were estimated by this method; furthermore, the mean square of the density fluctuations within the samples was determined from the integral small-angle scattering. From these data, combined with the overall densities of the samples, the densities of the crystalline and amorphous layers were calculated; these densities compare well with the figures generally assumed for a two-phase structure.The effects of molecular weight and cooling rate on the thicknesses of the crystalline and amorphous layers are noted, and the thicknesses of the crystalline layers are compared with the melting points of the samples.Finally, a discussion is given of the errors which may be involved ifBragg's law is applied to small-angle scattering curves.

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Zusammenfassung Eine bereits früher beschriebene Methode zur Bewertung von Röntgen-Kleinwinkelstreuungskurven wird auf eine Anzahl genau charakterisierter Polyäthylenproben angewandt. An Hand dieser Methode wird die mittlere Dicke der kristallinen und amorphen Schichten geschätzt; ferner wird an Hand der Integral-Kleinwinkelstreuung das mittlere Quadrat der Dichteschwankungen in den Proben bestimmt. Aus den so erhaltenen Unterlagen und Gesamtdichten der Proben werden die Dichten der kristallinen und amorphen Schichten berechnet; diese Werte entsprechen durchaus den im allgemeinen für eine Zweiphasenstruktur angenommenen Zahlen.Es wird der Einfluß von Molekulargewicht und Kühlgeschwindigkeit auf die Dicke der kristallinen und amorphen Schichten angegeben; außerdem werden die Dicken der kristallinen Schichten mit den Schmelzpunkten der Proben verglichen. Schließlich werden die Fehler erörtert, welche sich bei Anwendung desBragg-schen Gesetzes auf Kleinwinkelstreuungskurven ergeben.

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With 6 figures in 7 details and 2 tables     

Interferometrische Messung der Mikrostruktur von synthetischen Fasern

Zusammenfassung Bei den optisch anisotropen Fasern stellen der Brechungsindex bzw. die Doppelbrechung kennzeichnende Größen für die Struktur des Materials dar. Anhand von Beispielen wird die interferenzmikroskopische Messung der Brechungszahlen erläutert und insbesondere eine bisher noch nicht praktizierte Methode zur detaillierten Erfassung der Inhomogenitäten über den Faserquerschnitt vorgestellt. Einige Meßergebnisse für Polyamidfasern werden mitgeteilt. Es wird ein quantitativer Zusammenhang zwischen den Brechungsindizes und der Kristallinität der Faser angegeben. Aufgrund der vorliegenden Brechzahlmessungen ist z. B. ein Unterschied im Kristallinitätsgrad zwischen Mitte und Rand der Faser von 1–2% noch deutlich nachweisbar.

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Summary For optically anisotropic fibres the refractive index and the double refraction are parameters characterizing the structure of the material. Examples are used to explain the measurement of refractive indices by interference microscopy and especially to introduce a method, not yet applied so far, for the detailed determination of the inhomogeneities over the cross-section of the fibre. Some test readings for polyamide fibres are communicated. A quantitative relationship is given between the refractive indices and the crystallinity of the fibre. In accordance with the refractive index measurements available, it is still possible to distinctly prove, e.g., a difference in the degree of crystallinity between the centre and the rim of the fibre of 1–2%.

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Herrn Prof. Dr.Otto Bayer zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.

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Für die umsichtige und sorgfältige Ausführung der interferenzmikroskopischen Messungen und der Auswertungen sei an dieser Stelle FrauAntje Mazzucco herzlich gedankt.     

Vakuumspektrometrische Analyse gepre?ter Stahlsp?ne

Zusammenfassung Die Vakuumspektrometrische Analyse von Stahlspanpreßlingen wird verbessert und ausgedehnt. Es wird das Abfunkverhalten der Preßlinge unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen in der Funkenkammer beschrieben. Der Zusatz von Wasserstoff zum Argon wirkt sich günstig aus, die Reproduzierbarkeit der Abfunkergebnisse ist gut. Unter den angegebenen Bedingungen lassen sich Spanbriketts aus unberuhigten und beruhigten Stählen einwandfrei vakuumspektrometrisch analysieren.Unberuhigte und beruhigte schwefel-bleihaltige Automatenstähle lassen sich ebenfalls analysieren, wenn die Probenvorgeschichte durch starke Warmverformung und Zerspanung, mit anschließender Mischung und Brikettierung der Späne ausgelöscht wird. Neben der Form hat auch die Größe der Mangansulfid-Bleieinschlüsse einen großen Einfluß auf den Zeit-Intensitätsverlauf aller Spektrallinien.

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Vacuumspectrometric analysis of briquetted steel chips

Improvements on vacuumspectrometric analysis of briquetted steel chips are dealth with. The influence of different atmospheric conditions in the spark chamber on sparking behaviour of briquettes is shown. An addition of hydrogen to the argon gas will give better results, the reproducibility of analysis is very good. A method is given for vacuumspectrometric analysis of briquetted chips, taken from rimming or killed steels.After hot working, milling and briquetting, samples of rimming and killed sulphurized, leaded free-cutting steel can be analysed, too. There is a great influence of the dimension and the shape of the MnS-Pb inclusions on the pre-spark curves.

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Auszug aus der Doktordissertation, Montanistische Hochschule Leoben, 1967.     

Vibrometric technique for the three-layer-system and its application to the study of the curing of unsturated polyester resin

Zusammenfassung Zur Verfolgung des Härtens vernetzender Polymerer ist das Schwingungsmeßverfahren zwar auf das Zwei-Schicht-System anwendbar, aber es ist bekannt, daß die Biegeschwingung des Mehr-Schicht-Systems theoretisch schwer behandelt werden kann. Durch Verwendung von zwei typischen Modellen wurden die mit dem Drei-Schicht-System gewonnenen experimentellen Ergebnisse analysiert, und ferner mit den gedecktenentsprechenden Drei-Schicht-Proben der Verlauf des Härtens von einem Polyesterharz verfolgt. Es wurde festgestellt, daß die Beeinflussung der in der mittelsten Schicht entstehenden Scher-Deformation auf das viskoelastische Verhalten des Gesamtsystems unmerkbar wird, nachdem das Härten weiter fortgeschritten ist. Als Folge der Bedeckung für den trocknenden Polyester wurden eine Beschleunigung der Härtungsgeschwindigkeit und einheitlichere Filmeigenschaften erreicht.

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With 9 figures and 3 tables     

Synthesen von Nitrophenanthrencarbonsäuren mit konstitutioneller Beziehung zu den natürlichen Aristolochiasäuren

The synthesis of various methoxy- and methylenedioxy-substituted nitrophenanthrene carboxylic acids is described. Some of the substances cause an increase in the phagocytic activity of leucocytes as has been established for natural aristolochia acid-I.

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Synthesen von Nitrophenanthrencarbonsäuren mit konstitutioneller Beziehung zu den natürlichen Aristolochiasäuren

Zusammenfassung Es wird die Synthese verschiedener methoxy- und methylen-dioxysubstituierter Nitrophenanthrencarbonsäuren beschrieben. Einige Substanzen, die getestet wurden, zeigen die bei der natürlichen Aristolochiasäure-I festgestellte Steigerung der Phagozytoseaktivität von Leukozyten.

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Herrn Prof. Dr.E. Ziegler mit den besten Wünschen zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Stoffwechselversuche mit radioaktiv markiertem Buttergelb

Mit Radiokohlenstoff am Kern markiertes Buttergelb wurde an Ratten verfüttert. Nach Ablauf bestimmter Zeit wurde die spezifische Radioaktivität des Kohlenstoffs in Organen der Tiere bestimmt. Die spezifische Aktivität des Kohlenstoffs ist in manchen anderen Organen von der gleichen Größenordnung wie in der Leber. Auffallend hohe und lange andauernde Aktivität zeigt das Blut, und zwar ist die Aktivität mit den Blutkörperchen vergesellschaftet. Der Radiokohlenstoff wird aus dem Körper innerhalb weniger Wochen ausgeschieden, und zwar hauptsächlich durch den Harn, zu einem geringeren Teile durch die Faeces. Kein Radiokohlenstoff wird veratmet.

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Herrn Prof. Dr.L. Ebert zum 60. Geburtstag in Verehrung zugeeignet.     

Benthic chamber chemistry

Summary The release of pollutants and natural constituents from the sediments to the bottom water is an important flux measurement which is required in order to establish the turnover of substances and trace metals in the marine environment. The article summarizes the benthic chamber technique and the analytical methods used to establish the chemical reactions that occur in the bottom water and the top layer of the sediments. Two results illustrate the effect of benthic organisms on the release rates.

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Chemie der Benthalkammer

Zusammenfassung Zur Beurteilung des Umsatzes von Substanzen und Spurenmetallen im Meer ist es von Bedeutung, die Freisetzung von Verunreinigungen und natürlichen Bestandteilen aus den Sedimenten in das Bodenwasser zu messen. Die Technik der Benthalkammer wird zusammenfassend dargestellt und die analytischen Methoden erwähnt, die zur Aufklärung der chemischen Reaktionen im Bodenwasser und der oberen Sedimentschicht benutzt werden. An zwei Beispielen wird die Wirkung von Benthalorganismen auf die Geschwindigkeit der Freisetzung gezeigt.

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This article is dedicated to Professor Wilhelm Fresenius, who for decades has skillfully promoted the science of analytical chemistry, on the occasion of his 70th birthday     

Analyse von Adsorptionsschichten auf Edelstahlblechen

Zusammenfassung Die elementare Zusammensetzung von Adsorptionsschichten auf Edelstahlblechen, die bei der Reinigung mit verdünnter Salpetersäure gebildet werden, wird durch oberflächenanalytische Methoden ermittelt. Die Schichtzusammensetzung kann durch Zusatz von Phosphorsäure verändert werden. Mit steigender Phosphorsäurekonzentration im Reiniger verringert sich die Stickstoffkonzentration in den Adsorptionsschichten. Parallel dazu wird eine Verbesserung des Korrosionsschutzes erzielt, was aus der Bestimmung des Materialabtrags der Edelstahlbleche bei Korrosionsversuchen folgt.

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Analysis of adsorption layers on stainless steel sheets

Summary The elemental composition of adsorption layers on stainless steel sheets produced by cleaning with diluted nitric acid is determined using surface analytical methods. The composition of the adsorption layers is modified by addition of phosphoric acid. Increasing amounts of phosphoric acid in the cleaning agent reduce the nitrogen concentration in the adsorption layers. In parallel an improvement of the corrosion protection is achieved. This is determined by measuring the material loss of the steel sheets in corrosion tests.

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Für die AES-Untersuchungen und Auswertungen danken wir herzlich den Herren Dr.Bubert und Dr. Garten, Institut für Spektrochemie und angewandte Spektrochemie, Dortmund.     

Supraleitende metallische Verbindungen und ihre Legierungen

Zusammenfassung Nach eingehender Diskussion über den Einfluß der analytischen Struktur- und Phasenzusammensetzung und der sich damit ergebenden physikalisch-chemischen Parameter auf die Supraleitfähigkeit von binären Verbindungen der Metalle der IV.–VI. Gruppe des Periodensystems wird im Detail auf die Lage desT _c-Wertes in gewissen V- und Ta-Systemen eingegangen.

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Superconducting metallic compounds and their alloys

The influence of the stoichiometry, structure and phase composition, and of the resulting physicochemical parameters on the superconductivity of binary compounds of metals of groups IV–VI of the periodic table is discussed. The position of theT _c value in certain V and Ta systems is considered in detail.

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Mit 4 Abbildungen     

Grundlagen und Fortschritte der enzymatischen Analyse

Zusammenfassung Eine Übersicht mit einem Bericht über die neuere Entwicklung der enzymatischen Analyse wird gegeben und mit einigen Beispielen belegt.

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Summary A review of enzymatic analysis is given and the newer developments are shown. Some examples are discussed.

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Noch erwähnen muß ich meine Mitarbeiter, die wesentlich an den genannten eigenen Ergebnissen beteiligt sind: die Drs. Grassl und Gruber und die Herren Bernt und Moellering.     

Elektrophorese im tr?gerfreien Pufferstrom

Zusammenfassung Es wird die Konstruktion einer Trennkammer für die kontinuierliche Ablenkungselektrophorese im trägerfreien Pufferstrom mitgeteilt. Das besondere Kennzeichen unseres Gerätes ist die nicht ebene Trennkammer und die konstruktive Zusammenfassung der Elektroden in einem Block. Durch diese Bauweise wird eine handliche, mechanisch stabile Trennkammer großer Präzision gewährleistet. Darüber hinaus kann durch den Austausch der Kammerteile der Aufbau von Trennkammern verschiedener Dimensionen und Formen bewirkt werden.

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Electrophoresis in a carrier-free buffer-streamII. A modified separation chamber

A separation chamber for continuous electrophoresis in a free flowing buffer curtain is described. The feature of our construction is the non-planar separation chamber and the assemblage of the electrodes within a constructive unit, the electrode block. This effects a handy and mechanically stable device. Furthermore, it enables the set-up of separation chambers of different size and shape, simply by the exchange of the chamber units.

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I. Mitt.: Z. Physiol. Chem. 351, 865 (1970).

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Herrn Feinmechanikermeister W. Seyl danken wir für seine konstruktive Mitarbeit.     

Atmosphärische Aerosole und Wolkenbildung — Stand unserer Kenntnisse und Probleme

Zusammenfassung Man kann in der Atmosphäre allgemein zwischen den eigetnliohen stabilen Aerosolen in wolkenfreier Luft und den oft labilen dispersen Systemen der Wasser- und Eiswolken unterscheiden. Es wird ein Überblick gegeben über die Bildung, die Größenverteilung und die chemische Zusammensetzung der atmosphärischen Aerosole, wobei auf den komplexen Mischcharakter der Teilchen als besonderes Kennzeichen hingewiesen wird. Im Gegensatz zu den eigentlichen Aerosolen stellen die Wolken meist labile disperse Systeme dar, die zum Ausfallen durch Niederschlag neigen. Die zur Regenbildung führenden physikochemischen Prozesse, die heute recht gut bekannt sind, werden in ihren wesentlichen Zügen diskutiert.

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Summary Within the atmosphere one can distinguish between the normal stabil aerosols in cloud free air and the mostly unstable disperse systems of the water and ice clouds. A survey is given about the formation, the size distribution and the chemical composition of atmospheric aerosols pointing out that the complex character of the mixed particles is typical. In contrast to the actual aerosols, the clouds are often unstable disperse systems leading to precipitation. The physicochemical processes resulting in the formation of rain are now fairly well understood; their important features are discussed.

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Vorgetragen auf der 25. Hauptversammlung der Kolloid-Gesellschaft am 13.–15.10.1971 in München.     

Sekundürströmungseffekte beim Strömen viskoelastischer Flüssigkeiten durch Keilspaltdüsen

Zusammenfassung Es wird die Strömung einer einfachen viskoelastischen Flüssigkeit zwischen zwei ebenen festen Wänden, die einen Winkel miteinander bilden und längs deren Schnittgeraden Senken verteilt sind, untersucht.Eine konvergierende Strömung dieser Art wird näherungsweise in der Einlaufzone von Keilspaltdüsen realisiert. Es wird gezeigt, daß je nachdem, ob die Scherentzähung im Stoffverhalten überwiegt oder nicht, die Sekundärströmung aus zwei an den Kanalwänden anliegenden Zonen besteht, oder aus einer Zone in der Kanalmitte.

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Summary We consider the two-dimensional steady flow of a simple viscoelastic fluid towards a line sink. Existing experimental evidence indicates that this flow model might adequately approximate the convergent flow from a reservoir to a slot. It is shown that for fluids with shear thinning or shear thickening properties there exist different secondary flows.

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Mit 8 Abbildungen     

Das Molekulargewicht von Polymeren aus ihrem Ultrarotspektrum

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, wie der naheliegende Gedanke praktisch durchgeführt werden kann, das Molekulargewicht von Polymeren mit Hilfe der Messung der Intensität der Absorption von ultrarotaktiven Schwingungen in den Endbausteinen der Polymeren zu bestimmen. Die Methode wird auf Polyäthylenglykole, Polypropylenglykole, aliphatische Polyester und Polyäthylenterephthalat angewendet. Es wird dabei die Intensität der Absorption besonders schwach absorbierender Schwingungen der Bausteine der Polymerketten mit der von stark absorbierenden Schwingungen der Endbausteine verglichen. Hierzu ist die Kenntnis der spezifischen Absorptionskonstanten der verschiedenen Arten von Endbausteinen notwendig. Die Bestimmung dieser Größen ist dadurch erschwert, daß die Absorptionsbanden sich überlappen und daß die Endbausteine an die eigene Kette oder fremde Polymerketten assoziiert sind und die spezifischen Absorptionskonstanten von der Art dieser Assoziation abhängig sind. Durch Verdünnung der Polymeren mit Lösungsmitteln und Temperaturerhöhung der Lösung kann die Assoziation teilweise zerstört werden. Dadurch gelingt die Bestimmung der spezifischen Absorptionskonstanten der Endbausteine. Auf diese Weise ist es außerdem möglich, den Einfluß des Wassers zu eliminieren.

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Summary In this paper a new method is developed to determine the molecular weight of high polymers by IR-spectroscopy. Strongly absorbing vibrations of the terminal units are compared with week vibrations of the chain units. Molecular weights can be derived from the relative absorption intensities, if the specific absorption coefficients of the different terminal units are known. Determination of these coefficients is difficult, because the terminal units are associated to their own chain or to other molecules, and the absorption coefficients are dependent on the type of this association. Using high dilution of the polymer and higher temperatures of the solution it is possible to destroy most of the association bonds and the absorption coefficients can be determined. By measuring at high temperatures the influence of water bands also decreases.The method is applied to poly(ethylene glycols), poly(propylene glycols), aliphatic polyesters and poly(ethylene terephthalate).

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Teilweise vorgetragen auf der Physiker-Tagung in Hamburg vom 9. bis 14. 9. 1963.

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Ich danke den Herren Prof. Dr.K.-H. Hellwege und Dr.U. Johnson für die Anregung zu dieser Arbeit und für zahlreiche klärende Diskussionen.     

Laborautomation und Labordatenverarbeitung: Zielsetzungen und L?sungswege aus der Sicht eines industriellen Analysenlabors

Zusammenfassung Drei Beispiele für Automatisierung und Rechnereinsatz im analytischen Labor (eine automatische Dampfraumanalytik, eine Dichteapparatur und ein Rechnersystem für Labordatenverwaltung) zeigen den Stand der Laborautomation und Labordatenverarbeitung in einem größeren analytischen Industrielaboratorium sowie Leitsätze und Richtlinien für die Auswahl und den Einsatz von Analysengeräten und Rechnern.Der Automatisierungsgrad der Laborausstattung wird vom Anteil wiederkehrender Routineproben bestimmt. Die Entwicklung von universellen Analysenmethoden für die Untersuchung auch unterschiedlicher Proben erhöht den Automatisierungsgrad.Der Rechnereinsatz in den Laborbereichen rentiert sich bei komplexen Meßsignalauswertungen, aufwendiger Probenorganisation und zum schnellen Ergebnistransport. Für die Lebensdauer von etwa 10 Jahren muß die Rechnerhardware der technischen Entwicklung folgen können. Bedienerfreundliche, den Arbeitsabläufen im Labor angepaßte Programmabläufe motivieren die Mitarbeiter.

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Laboratory automation and laboratory data management: Aims and solutions from the viewpoint of an industrial analytical laboratory

Summary Three typical examples for laboratory automation and data processing (automatic head-space gas chromatography, density measurements, and a laboratory information management system) are described. They illustrate the situation in a large industrial analytical laboratory and outline some general principles for the selection and utilization of analytical instruments and computers.The degree of automation is normally determined by the number of repetitive routine samples. Additional rationalization can be achieved by developing generally applicable methods which allow automatic processing of more widely differing samples.Computers offer distinct advantages in complex signal processing, sample administration, and fast data transfer. Only such hardware should be selected that will not become obsolete for a projected lifetime of at least 10 years. User-friendly programs that closely follow the entrained working routines motivate the laboratory personnel.

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Vortrag während der Internationalen Tagung für Biochemische und Instrumentelle Analytik, München 10.–13. 4. 1984; Kurzfassung: Fresenius Z Anal Chem (1984) 317:608

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Laborautomaten und Labordatenverarbeitung können die analytische Arbeit erleichtern, aber nicht den Analytiker ersetzen.     

Oxalate interference in cerate oxidimetry

Summary The effect of oxalic acid on the cerium (IV)-iron(II) reaction is discussed in the light of new kinetic evidence. A reaction mechanism is proposed to explain the role of the titration medium in determining the magnitude if the titration errors observed.

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Zusammenfassung Die Wirkung von Oxalsäure auf die Reaktion zwischen Cer(IV) und Eisen(II) wird an Hand von neuen kinetischen Untersuchungen diskutiert. Es wird ein Reaktionsmechanismus aufgestellt, der den Einfluß des Titrationsmediums auf die Größe der Fehler erklärt.

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I. Commun.: Z. analyt. Chem. 188, 173 (1962).