Secondary mechanical relaxation effects in some cycloalkyl side groups containing polymers

Summary The dynamic mechanical properties at acoustic and low-ultrasonic frequencies (6–60 kHz) have been determined in polycyclopentylmethacrylate (PCPMA), polycyclohexylmethacrylate (PCHMA), polycyclohepthylmethacrylate (PCHpMA), polycyclooctylmethacrylate (PCOcMA), polycyclohexylacrylate (PCHA), polyvinylhexahydrobenzoate (PVHHBz), polyvinylcyclohexylether (PVCHE) and polyvinylcyclohexane (PVCH) Measurements were carried out by an electrostatic method (flexural vibrations) over the temperature range 60 °K to room temperature. All polymers, except for polyvinylcyclohexane, exhibit a γ-relaxation, connected with internal motion of the cycloalkyl ring, whose activation parameters depend exclusively on the nature of the ring. PVCHMA, PVCHA, PVHHBz, PVCHE and PVCH exhibit a further secondary relaxation effect (δ-process) at lower temperature, whose position on the temperature scale, strength (peak height) and activation parameters depend on the nature of the units to which the cyclohexyl ring is attached. The δ-process is attributed to some complex motion of the whole cyclohexyl ring, involving oscillatory rotation of the same around simple bonds which link it to the backbone chain. Contrarily to the δ-process of the phenyl side group containing polymers, the δ-process of the polymers here examined seems to be more sensibly dependent on intramolecuar effects.

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Zusammenfassung Es wurden die dynamischen Eigenschaften im akustischen und im Bereich langsamer Ultraschallfrequenzen (6–60 kHz) untersucht für Polycyclopentylmethacrylat (PCPMA), Polycyclohexylmethacrylat (PCHMA), Polycycloheptylmethacrylat (PCHpMA), Polycyclooctylmethacrylat (PCOcMA), Polycyclohexylacrylat (PCHA), Polyvinylhexahydrobenzoat (PVHHBz) Polyvinylcyclohexyl?ther (PVCHE) und Polyvinylcyclohexan (PVCH). Die Untersuchungen wurden mit einer elektrostatischen Methode (Biegeschwingung) über den Temperaturbereich von 60 °K bis Raumtemperatur durchgeführt. Alle Polymeren, au?er Polyvinylcyclohexanen, zeigen eine γ-Relaxation verbunden mit internen Bewegungen des Cycloalkylrings, deren Aktivierungsparameter wesentlich von der Natur des Rings abh?ngen. PVCHMA, PVCHA, PVHHBz, PVCHE und PVCH zeigen einen weiteren sekund?ren Relaxationseffekt (δ-Proze?) bei tieferen Temperaturen, dessen Lage in der Temperaturskala, St?rke (Peakh?he) und Aktivierungsparameter von der Natur der Einheiten abh?ngen, an welchen der Cyclohexylring h?ngt. Der δ- Proze? wird irgendeiner komplexen Bewegung des ganzen Cyclohexylrings zugeschrieben, eingeschlossen oszillatorische Rotation desselben um die Einfachbindung, die ihn mit der Hauptkette verbindet. Anders als der δ-Proze? der Phenylseitengruppen enthaltenden Polymerenketten scheint der hier untersuchte δ-Proze? emfindlicher von intramolekularen Effekten abzuh?ngen.