Das Deformationsverhalten von monoaxial verstreckten und unter Spannung getemperten Folien aus isotaktischem Polypropylen

Zusammenfassung

Aus extrudierten Polypropylen-Flachfolien wurden durch monoaxiale Verstreckung und Tempern auf den Streckwalzen unter Streckspannung Folienbändchen hergestellt, deren Deformationsverhalten und Feinstruktur in Abhängigkeit von der Folientemperatur auf den Streckwalzen bis zu einer maximalen Temperatur von 204°C untersucht wurden. Die Spannungs-Dehnungs-Kurven sämtlicher Folienbändchen ließen sich durch folgende Formel beschreiben:σ ⁰ = E^* · εⁿ (σ ⁰ = konventionelle Zugspannung,ε = Dehnung,E ^* = konstanter Parameter,n = Konstante <1). Durch IR- und Röntgen-Kleinwinkelmessungen wurde gefunden, daßE ^* direkt proportional zur Orientierung der Molekülsegmente in den interkristallinen Bereichen in einer 3,1-Helix-Konformation ist. Dagegen istn eine lineare Funktion der Orientierung von Molekülsegmenten in den kristallinen Regionen, die keine reguläre Helix-Konformation aufweisen. Diese Konformation entsteht beim Verstrecken und wandelt sich beim Tempern unter Spannung bei Temperaturen oberhalb 195°C wieder zurück in die reguläre 3,1-Helix-Konformation. Bei dieser Folientemperatur durchlaufen Kristallinität, Langperiode in Längs- und Querrichtung und die kristalline Orientierungsfunktion ein scharfes Maximum. Es wird ein mole-kulares Modell zur Erklärung des Deformationsverhaltens von monoaxial verstrecktem Polypropylen vorgeschlagen.

Abstract

The deformation behaviour and superstructure of polypropylene film tapes prepared by monoaxial stretching and annealing on the stretching rollers up to a film temperature of 204°C at maximum were studied as a function of the annealing temperature. The stress-strain-curves of all the film tapes could be described by the following formula:σ ⁰ = E^* ⋅ εⁿ (σ ⁰ = conventional stress,ε = elongation,E ^* = constant parameter,n = constant <1). Using IR and SAXS it was found, thatE ^* increases with an increasing orientation of the molecule segments in the intercrystalline regions, which have a 3,1-helix-conformation. In contrastn is a linear function of the orientation of molecule segments in the crystalline domains, which do not have a regular 3,1-helix-conformation. This conformation emerges by stretching and is transformed back into the regular helix conformation by annealing under tension at temperatures higher than 195°C. At this film temperature cry stallinity, long identity period in longitudinal and transverse axis, and crystalline orientation function pass through a maximum. A molecular model to explain the deformation behaviour of monoaxial stretched polypropylene film tapes is proposed.