Analysis of the intensities of the longitudinal acoustic vibrations inn-alkanes and polyethylene

Summary Simple theoretical considerations indicate, that the integral intensity of the longitudinal acoustic modes (LAM) in the Raman spectrum ofn-alkanes should be independent of the chain length. The experiment in fact confirms this expectation. Using this property it becomes possible for polyethylene samples, to derive from the measured LAM-intensity the mass fraction of all-turns sequences contributing to this band. For solution crystallized samples this fraction coincides with the crystallinity, whereas in melt crystallized samples it generally turns out as smaller. The observed difference is likely to be due to the occurrence of local conformational defects (kinks, chain torsions) which interrupt the all-turns sequences within the crystallites. Temperature dependent experiments speak in favour of a defect creation for temperatures above 70°C.

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Zusammenfassung Mit Hilfe einfacher theoretischer Betrachtungen läßt sich zeigen, daß die integrale Intensität der longtudinal-akustischen (LA-) Schwingungen bein-Alkanen unabhängig von der Kettenlänge sein sollte, was durch Messungen tatsächlich als richtig bestätigt wird. Ausgehend von diesem Ergebnis ist es möglich, für teilkristallines Polyäthylen allein aus der Intensität der LA-Schwingung den Anteil der zugehörigen kristallinen all-turns Sequenzen zu bestimmen. Bei lösungskristallisierten Proben entspricht dieser Anteil genau der Kristallinität, bei schmelzkristallisierten Proben liegt er hingegen deutlich darunter. Ursache für diese Abweichung sind wahrscheinlich lokale Konformationsstörungen von Kinken und Torsionsfehlern, welche die all-turns Sequenzen im Kristall unterbrechen. Temperaturabhängige Experimente weisen deutlich auf ein Bestehen derartiger Defekte bei Temperaturen oberhalb von 70°C hin.

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Dedicated to Prof. Dr. G. Rehage on the occassion of his 60th birthday.

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With 7 figures and 4 tables