Diffraction studies of plastically deformed polyethylene
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Summary
Branched polyethylenes (Lupolen) with 0.5, 7, 16 and 34 nonterminal CH3 groups per 103 CH2 were drawn between 0° and 100°C and the transformation in the neck investigated by small-angle and wide-angle X-ray scattering. The maximum draw ratio obtainable decreases and the long period of the new fiber structure appears at lower draw ratio with increasing degree of branching. Moreover, no necking is observed at higher temperature with the last two samples. These effects are partly caused by branching but may be also the consequence of the rather high molecular weight of the highly branched samples. The long periodL T of the new fiber structure as function of temperature of drawing(T d ) and branching ratio can be well represented byL T =L T =0°C [0.85+15/(T m −T d )] up to a supercoolingT m −T d =100°C. At higher supercooling the long period is identical with that at 100°C supercooling. The constantL T =0°C is the long period obtained with drawing at 0°C, i. e., at a supercooling of 100°C or more andT m is the melting point of the sample drawn atT d =20°C to a draw ratio ratio 6. The branching influencesL T =0°C andT m but not the coefficients 0.85 and 15.
Keywords
Polyethylene Melting Point High Molecular Weight Draw Ratio Fiber StructureZusammenfassung
Verzweigte Polyäthylene (Lupolen) mit 0.5, 7, 16 und 34 seitständigen CH3-Gruppen je 103 CH2 wurden im Temperaturbereich zwischen 0° und 100°C verstreckt und die Umwandlungen in der Einschnürung mit Klein-und Weitwinkel-Röntgenstreuung untersucht. Mit steigendem Verzweigungsgrad wird der maximal erreichbare Verstreckungsgrad verringert und das Erscheinen der Langperiode der neuen Faserstruktur zu niedrigeren Verstreckungsgraden verschoben. Ferner tritt bei den letzten zwei Proben beim Verstrecken bei den höchsten Temperaturen keine Einschnürung mehr ein. Die beobachteten Effekte sind teilweise eine Folge der Verzweigungen. Doch scheint es sehr wahrscheinlich, daß sie noch viel mehr durch das sehr hohe Molekulargewicht der stärker verzweigten Proben bedingt sind.
Die LangperiodeL T der neuen Faserstruktur kann bis zur UnterkühlungT m −T d =100°C sehr gut als Funktion der VerstreckungstemperaturT d und des Verzweigungsgrades in der FormL T =L T =0°C [0.85+15/(T m −T d )] dargestellt werden. Wird die Unterkühlung größer als 100°C, so bleibt die Langperiode unverändert. Die KonstanteL T =0°C ist die Langperiode beiT d =0°C d. h. bei einer Unterkühlung von 100°C oder mehr. Der SchmelzpunktT m entspricht der bei 20°C zu einem Verstreckungsgrad 6 gezogenen Probe. Der Verzweigungsgrad beeinflußtL T =0°C undT m , doch nicht die Koeffizienten 0.85 und 15.
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