Die Bildung von Dampfkeimen im Blasensieden

Zusammenfassung Die begrifflichen Grundlagen zweier zur Zeit weitestens akzeptierter Analysen der Dampfphasenkeimbildung werden untersucht. Beide nehmen an, daß ein Druckgleichgewicht für die Bildung stabiler Keime kritisch ist. Da vor kurzem gezeigt worden ist, daß die Idee eines Druckunterschiedes zwischen den zwei Seiten einer gekrümmten Grenzfläche Fehler einschließt, ist eine neue Analyse erforderlich. Die Keimbildung wird als ein von einer Freien-Energie-Barriere bestimmter Vorgang formuliert. Kritische Radien für stabile Keime und Dampfdrucke in Bläschen werden als Funktion der Überhitzung für Wasser berechnet.

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The formation of vapor phase nuclei in nucleate boiling

The conceptual bases of two analyses of vapor phase nucleation that share wide current acceptance are examined. Both consider a balance of pressure to be critical to the formation of stable nuclei. Because the concept of a pressure difference across curved interfaces has recently been shown faulty, a new analysis is required. Nucleation is formulated as a process governed by a free energy barrier. Critical radii for stable nuclei and vapor pressure in bubbles are calculated for water as functions of superheating.

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Herrn Prof. Dr.H. Nowotny gewidmet.

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Diese Arbeit wurde von dem Metallurgy and Materials Branch der United States Atomic Energy Commission unterstützt. Eine englische Übersetzung ist als University of California Radiation Laboratory Report UCRL-20552 erhältlich.     

Study of the conformations of the molecules in amorphous polymers by computer simulation

Summary It is investigated by computer simulation whether space problems prevent a closing packing of chain molecules if the chain molecules are randomly coiled. Chains consisting of 100 beads were introduced into a primitive cubic lattice in such a way that each lattice point is occupied by not more than one bead. It was possible to occupy up to 88% of the lattice points. The average square end-to-end distance of the chains in the concentrated system is the same as for a single chain. Neither perfect chain bundles nor imperfect chain bundles occur in a considerable amount. This shows that it is possible to pack closely randomly coiled chains.

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Zusammenfassung Es wird durch Simulation auf einer Rechenmaschine untersucht, ob Probleme bei der Raumerfüllung ein dichtes Packen von Kettenmolekülen unmöglich machen, solange diese statistisch verknäult sind. Ketten, die aus 100 Kugeln bestehen, werden in ein primitives kubisches Gitter eingeführt in der Weise, daß auf jedem Gitterplatz höchstens eine Kugel zu liegen kommt. Es war möglich, bis zu 88% der Gitterpunkte zu besetzen. Der mittlere quadratische Fadenendenabstand der Ketten im konzentrierten System ist der gleiche wie der für eine einzelne Kette. Weder ideale Kettenbündel noch gestörte Kettenbündel treten in nennenswerten Maßen auf. Damit ist bewiesen, daß es möglich ist, statistisch verknäulte Ketten dicht zu packen.

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With 6 figures     

Ger?te zur Messung der magnetooptischen Aktivit?t

Zusammenfassung Zur Messung der magnetooptischen Rotationsdispersion wird ein registrierendes Spektralpolarimeter verwendet, dessen Probenraum so groß ausgelegt ist, daß sich darin die zusätzlich notwendige Magneteinheit unterbringen läßt. Bei Untersuchungen an verdünnten Lösungen hat sich zur Kompensation der Magnetorotation des Lösungsmittels ein Doppelmagnet mit entgegengesetzten Magnetfeldeinrichtungen bewährt. Neben einer leicht durchführbaren Korrektur für unterschiedliche Dichten von Lösungsmittel und Lösung muß bei der Auswertung der gemessenen Spektren ein systematischer Fehler berücksichtigt werden, der durch Reflexionen innerhalb der Küvetten entsteht, und der Cotton-Effekte vortäuschen kann.

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Summary For measuring the magnetic optical rotation a recording spectropolarimeter is used, the sample compartment of which is large enough to store the necessary magnet unit. When examining dilute solutions a double magnet having contrary magnetic field directions has proven to be effective to compensate for the magnetic rotation of the solvent. Besides a simple correction for the different densities of the solvent and the solution a systematic error has to be taken into consideration, which results from a reflection in the sample cell and may erroneously be taken for Cotton effects.

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Wir danken der Stiftung Volkswagenwerk für die großzügige finanzielle Unterstützung dieser Arbeit.     

Thermolumineszenz bei Polymeren

Zusammenfassung Es wird über die Thermolumineszenzmessungen an verschiedenen Polymethacrylaten, an Polyisobutylen und an Polybutadien berichtet. Durch den Vergleich mit Ergebnissen anderer Meßmethoden kann gezeigt werden, daß der Glowpeak bei den Methacrylaten durch das Auftauen der Rotationsbewegung der Hauptkettenmethylgruppen verursacht ist.Beim Polyisobutylen und Polybutadien tritt ein Peak im Bereich des Glasübergangs auf. Es wird gezeigt, daß bei den Methacrylaten der Glowpeak mit Hilfe derArrhenius-Gleichung, bei den beiden anderen Substanzen dagegen mit Hilfe derWLF-Gleichung beschrieben werden kann.

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Summary Experimental results of thermoluminescence of different polymethacrylates, polyisobutylene and polybutadiene are reported. These results are compared with data obtained by other measuring methods. It has been found that in case of polymethacrylates the glow peak is associated with the rotational movement of the methyl groups attached directly to the main chains.In case of polyisobutylene and polybutadiene a peak is observed in the glass transition range. It can be shown that for polymethacrylates the glow peak may be described by theArrbenius equation and for the other materials by theWLF equation.

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Mit 8 Abbildungen     

Untersuchung der Rolle der chemischen Kinetik in der Stratosphäre und der Mesosphäre

Zusammenfassung Ein Rechenmodell eines Schemas der Kinetik von chemischen Vorgängen zwischen einer Auswahl von in der Stratosphäre sphäre und der Mesosphäre vorkommenden atomaren, molekularen und freien radikalischen Teilchen wird dargestellt. Es werden 21 Teilchen und 90 chemische Reaktionen und Photodissoziationsprozesse berücksichtigt. Das Modell schließt 28 Reaktionen von 7 kohlenstoffhaltigen Molekülen und Radikalen ein. Die Berechnungen gelten für den Höhenbereich von 20 bis 70 km. Sie zeigen, daß die Vorstellung eines konstanten Mischungsverhältnisses in dem betrachteten Bereich nur für die beiden Hauptbestandteile und die Edelgase gültig ist. Sie zeigen weiters, daß die Teilchendichte der atomaren Sauerstoffpartikel als Folge der Wechselwirkungen mit den kohlenstoffhaltigen Teilchen geringer ist als früher berechnet.

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A study of the role of chemical kinetics in the stratosphere and mesosphere

A computational model of a chemical kinetics scheme to describe the reactions among a selection of atomic, molecular, and free-radical species present in the stratosphere and mesosphere is presented. Twentyone species and ninety chemical and photodissociation reactions are considered. Included in the model are twenty-eight reactions involving seven carbon-based molecules and radicals. Calculations are for the altitude range of 20 to 70 kilometers. They show that the concept of a constant mixing ratio in the altitude range considered is valid only for the two major constituents and the inert gases. They also indicate that the atomic oxygen particle densities are lower than those calculated previously due to the interactions with the carbon species.

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Mit 10 Abbildungen

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Herrn Prof. Dr.H. Nowotny gewidmet.     

Bimodal diffusion in polymer-solvent systems

Summary Computer-simulation of the diffusion process shows that a jump in the concentration dependence of the diffusion coefficient causes a bimodal diffusion pattern if it is high and steep enough. Calculations do agree satisfactorily with measurements in aqueous polymethacrylic acid. In aqueous polyglutamic acid the bimodality is not so pronounced.

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Zusammenfassung Computer-Simulationen des Diffusionsprozesses zeigen, daß ein Sprung in der Konzentrationsabhängig-keit des Diffusionskoeffizienten nur dann zu einem bimodalen Diffusionsprofil führt, wenn er hoch und steil genug ist. Die Übereinstimmungen der Rechnungen mit den Messungen an wäßriger Polymethacrylsäure sind gut. Wäßrige Polyglutaminsäure zeigt dieses Verhalten weniger stark ausgeprägt.

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With 12 figures     

Simulation of BET type adsorption

Summary Adsorption and desorption on BET surfaces with finite allowable layers can be simulated by using the Monte Carlo method. For the following two cases, the numbers of adsorbed molecules have been calculated as a function of time. 1. A simple BET surface is placed under a constant concentration of adsorbate. 2. A BET surface including blind holes is placed under a constant concentration of adsorbate. Neither adsorption nor desorption takes place on any site in a hole so long as the site situated at the entrance of the hole is occupied by one or more adsorbate molecules.The calculation results show that both the adsorption and the desorption are delayed on the latter surface, and that the delay is more prominent at higher adsorbate concentrations.

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Zusammenfassung Die Adsorption und Desorption an BET-Oberflächen mit begrenzter Anzahl von Schichten wird nach der Monte-Carlo-Methode behandelt. Die Zahl der adsorbierten Moleküle in Abhängigkeit von der Zeit wird bei konstanter Konzentration für eine einfache und für eine BET-Oberfläche mit Poren berechnet.Im letzteren Falle findet an keiner Stelle der Pore eine Adsorption oder Desorption statt, solange die Adsorptionsstelle am Eingang der Pore durch ein oder mehr adsorbierte Moleküle besetzt ist. Die Berechnungen zeigen, daß sowohl Adsorption als auch Desorption im letzten Fall verzögert worden und daß die Verzögerung bei höherer Konzentration des Adsorbates größer ist.

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With 2 figures and 3 tables     

Origin of the lower critical flocculation temperature in polymer colloids stabilized by polydimethylsiloxane

Summary It has recently been reported (6, 7) that poly(methyl methacrylate) particles that are sterically stabilised by polydimethylsiloxane flocculate on cooling when dispersed in short chain n-alkanes. Since the LCFT was reported to be essentially independent of the nature of the dispersion medium, it was postulated (2) that incipient flocculation of these particles was caused by crystallisation of the polydimethysiloxane chains, which would have allowed the attractive van der Waals forces to become operative. This hypothesis has now been confirmed by low temperature X-ray studies.

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Zusammenfassung Von (6, 7) wurde kürzlich mitgeteilt, daß Poly(methylmethacrylat)-Teilchen, die mit Polydimethylsiloxan sterisch stabilisiert sind, in kurzkettigenn-Alkanen als Dispersionsmittel ausflocken. Da die LCFT im wesentlichen unabhängig von der Natur des Dispersionsmediums ist, wurde von (2) angenommen, daß die beginnende Ausflockung dieser Teilchen auf eine Kristallisation der Polydimethylsiloxan-Ketten zurückzuführen ist, bedingt durch die wirkenden van der Waals-Anziehungskräfte. Diese Hypothese wurde nun durch Röntgenuntersuchungen bei tiefer Temperatur bestätigt.

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With 1 figure     

X-ray small-angle scattering of bulk polyethylene

Summary On the basis of the assumption that bulk polyethylene is built up of parallel layers differing in electron density, the correlation function for the direction perpendicular to the layers is calculated from the experimental scattering curve at small angles. This function is compared with that calculated for a model consisting of alternating crystalline and amorphous layers. One scale factor and three parameters have to be adjusted to obtain good agreement. The scale factor accounts for the average periodicity in the direction perpendicular to the layers. The parameters are the crystalline fraction and the width of the distributions of the thicknesses of the crystalline and amorphous layers respectively. It is furthermore shown that especially the crystallinity thus found is not appreciably influenced by even relatively large deviations from the primary model.

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Zusammenfassung Ausgehend von der Annahme, daß aus der Schmelze erstarrtes Polyäthylen aus parallelen Schichten unterschiedlicher Elektronendichte zusammengesetzt ist, wird die Korrelationsfunktion für die Richtung, senkrecht zu den Schichten, aus der experimentellen Kleinwinkel-Streuungskurve berechnet. Diese Funktion wird mit derjenigen Funktion verglichen, welche für ein wechselweise aus kristallinen und amorphen Schichten bestehendes Modell berechnet worden ist. Es mußten zur Erreichung einer guten übereinstimmung ein Skalenfaktor und drei Parameter eingestellt werden. Im Skalenfaktor gelangt die mittlere Periodizität in der Richtung, senkrecht zu den Schichten zum Ausdruck. Die Parameter sind die Kristallinität und die Verteilungsbreite der Dicke der kristallinen, bzw. amorphen Schichten. Es wird ferner nachgewieser, daß vor allem die so ermittelte Kristallinität durch sogar relativ große Abweichungen vom primären Modell nur unwesentlich beeinflußt wird.

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With 6 figures in 7 details     

Eine neue Auswertemethode der R?ntgenfluorescenzanalyse

Zusammenfassung Es wird experimentell festgestellt, daß zwischen der Streustrahlung bei zwei verschiedenen Wellenlängen ein Zusammenhang besteht, der im Prinzip von der Art der Matrixelemente unabhängig ist. Die Grenzen wurden ermittelt innerhalb deren eine lineare Beziehung besteht. Darauf beruht eine neue Methode zur Feststellung der Untergrundintensität sowie der Art und Größe von Linienüberlagerungen.

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New method of evaluation for X-ray fluorescence analysis2. Background and line overlapping

Summary It has been proved experimentally, that a correlation exists between the scattering at two different wavelengths which is essentially independent of the kind of the matrix elements. The limits of linear relation have been determined. On this statement a new method is based allowing the calculation of the background intensities as well as line overlappings.

Für die Berücksichtigung der relativen Untergrundintensitäten und der Feststellung und Berücksichtigung von Linienüberlagerungen wurde ein Rechenprogramm entwickelt. Es steht in FORTRAN bei der Firma Philips zur Verfügung.     

Orientation-dependence of the Young's modulus of high-density polyethylene filaments

Summary TheYoungs modulus of HDPE filaments cold-drawn to different extents has been determined. The orientation distribution of the crystallites, of the total molecules and of the amorphous regions have been quantitatively determined. Using a simple one-phase model to predict theYoungs moduli, it is shown that the modulus is related primarily to the average orientation of the molecules in the amorphous regions.

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Zusammenfassung DerYoungs-Modul von HDPE-Fäden, kaltgestreckt in verschiedenem Ausmaß, wurde bestimmt. Die Orientierungsverteilung der Kristallite und der Moleküle in den amorphen Bereichen wurden quantitativ bestimmt. Unter Voraussetzung eines Einphasen-Modelles für die Berechnung derYoung-Modulen wird gezeigt, daß der Modul primär mit der mittleren Orientierung der Moleküle in den amorphen Bezirken gekoppelt ist.

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With 4 figures     

Massenspektren und Stereochemie von Hydroxyverbindungen, 1. Mitt.: Hydroxysteroide

Zusammenfassung Die Neigung zur massenspektrometrischen Wasserabspaltung bei Hydroxy-steroiden, insbesondere 3-Hydroxy-steroiden, ist konfigurationsabhängig. Damit wird es in vielen Fällen möglich, aus den Massenspektren solcher Verbindungen Aussagen über ihren sterischen Bau abzuleiten.Im Zuge dieser Untersuchung ergab sich ferner, daß im allgemeinen 1-substituierte Steroide ziemlich unabhängig von der Art der Substituenten bevorzugt unter Abspaltung der C-Atome 1–4 des Ringes A gespalten werden, während für die meisten 17-Hydroxy-steroide ein Abbau unter Sprengung des Ringes D charakteristisch ist.

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The tendency for hydroxy steroids, especially the 3-hydroxycompounds, to eliminate water in the mass spectrometer has been found to depend on their configuration. Thus stereochemistry can often be deduced from the mass spectral data.It has been further observed, that 1-substituted steroids are preferentially cleaved in ring A with the loss of carbons 1 through 4, independent of the type of substituent in position1. Many 17-OH-steroids undergo characteristic cleavage of ring D.

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Mit 10 Abbildungen     

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     

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.     

Nachweis und Bestimmung wasserl?slicher, synthetischer Lebensmittel-Farbstoffe mit Hilfe von Polyamidpulver

Zusammenfassung Es wird ein allgemein anwendbares Verfahren zur Anreicherung synthetischer, wasserlöslicher, in der BRD zugelassener Lebensmittel-Farbstoffe beschrieben. Aktives Polyamidpulver adsorbiert aus wäßriger oder wäßrigalkoholischer Lösung schnell quantitativ die Farbstoffe, die unter schonenden Bedingungen wieder desorbiert werden, so daß nach diesem Verfahren eine Bestimmung der zum Färben verwendeten Farbstoffmenge möglich ist. Ein unterschiedliches Adsorptionsverhalten von Polyamid verschiedener Herkunft gegenüber den Farbstoffen wurde festgestellt.

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Summary A generally applicable procedure has been described for the enrichment of synthetic, water-soluble food dyes, permitted in Germany (Federal Republic). Active polyamide powder adsorbs the dyes rapidly and quantitatively from aqueous or aqueous-alcoholic solution. The dyes can be eluted under mild conditions, so that the determination of the amount of dye used for coloration is possible. Polyamides of different provenance showed different adsorption properties for the dyes.

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Herrn Prof. Dr. B.Eistert zum 65. Geburtstag in Verehrung gewidmet.

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I. Mitteilung; technische Mitarbeit M.Bernau und J.Gruschke.

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Den Herren Prof. Dr. O.Neunhoeffer und B.Eistert danken wir für ihr Interesse an dieser Arbeit undfür wertvolle Diskussionen, der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Überlassung von Vergleichsmustern der Lebensmittel-Farbstoffe.     

The evaluation of the structure and hardness of processed plastics by the Vickers microhardness test

Summary The Vickers microhardness test has been used as an additional tool for the determination of the microstructure of an injection moulded semicrystalline thermoplastic. The results show for the first time that there is a clear and well defined correlation between microhardness measurements and changes in preferred orientation through the thickness of the mouldings as revealed by acid etching and wide angle X-ray diffraction. Notably, the microhardness test describes, if the necessary precautions are taken, the extent of the different structures and the degree of preferred chain axis orientation within those structures.

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Zusammenfassung Der Vickers Mikro-Härtetest wurde als zusätzliches Meßverfahren zur Bestimmung der Mikrostruktur von spritzgegossenen teilkristallinen Thermoplasten angewandt. Die Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, daß zwischen den Mikrohärtegraden und den durch die Gußdicke bewirkten Veränderungen in der gewählten Molekülorientierung ein offensichtlicher und präziser Zusammenhang besteht, wie Säureätzung und Weitwinkel-Röntgen-Dispersion beweisen. Bemerkenswert ist vor allem, daß der Mikrohärtetest, sofern die erforderlichen Vorkehrungen getroffen werden, das Ausmaß der verschiedenen Strukturen und den Grad der gewählten Ketten-Achsen-Orientierung innerhalb dieser Strukturen beschreibt.

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With 10 figures and 2 tables     

Study of the effects of elements that form volatile hydrides on the determination of selenium by hydride generation atomic absorption spectrometry

Summary A study has been made of possible interferences upon the determination of selenium by hydride generation atomic absorption spectrometry (HGAAS), due to the presence of other hydride forming elements such as As, Ge, Bi, Te, Sn and Sb, and to a volatile element such as Hg. The interfering effects of these cations were determined at several concentration levels using sodium borohydride as the reductant and a commercially available semi-automatic system for the generation and the flameless combustion of the hydrides. It has been demonstrated that the determination of selenium by HGAAS is relatively free from interferences with regard to other elements that form volatile hydrides, except for tin and bismuth that strongly interfere.

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Einfluß von flüchtige Hydride bildenden Elementen auf die Selenbestimmung als Hydrid durch AAS

Zusammenfassung Bei der AAS-Bestimmung von Selen als Hydrid wurde der Einfluß der hydridbildenden Elemente As, Ge, Bi, Te, Sn, Sb sowie auch des flüchtigen Elements Hg untersucht. Die Untersuchungen wurden bei verschiedenen Konzentrationen mit Natriumborhydrid als Reduktionsmittel durchgeführt. Dabei wurde ein handelsübliches halbautomatisches System zur Erzeugung und flammenlosen Verbrennung der Hydride benutzt. Es zeigte sich, daß die Selenbestimmung bis auf die stark störenden Elemente Sn und Bi relativ frei von Beeinflussungen ist.

     

Theoretical prediction of the elastic contribution to steric stabilization

Summary It is shown how it is possible to use the Flory network theory to develop simple analytic formulae for the elastic contribution (first proposed byJäckel) to the steric stabilization by macromolecules. Constant segment density and gaussian segment density distribution models are discussed. It seems likely that the elastic contribution is negligible in the interpenetration domain but becomes important as significant compression occurs. Incipient flocculation is inferred to occur in a pseudo-secondary minimum, the depth of which is almost independent of any elastic contribution.

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Zusammenfassung Es wird gezeigt, daß die Netzwerktheorie vonFlory benutzt werden kann, einfache analytische Ausdrücke zu entwickeln für den elastischen Anteil der sterischen Stabilisierung durch Makromoleküle. Konstante Segmentdichte und Gaußverteilung der Segmentdichte werden vorausgesetzt. Es ist wahrscheinlich, daß der elastische Anteil im Bereich der wechselseitigen Durchdringung vernachlässigt werden kann, aber wirksam wird bei merklicher Kompression. Die Anfangsstadien der Flockung hängen mit dem pseudosekundären Minimum zusammen, dessen Tiefe nahezu unabhängig ist von jedem elastischen Beitrag.

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With 7 figures