Skip to main content
SpringerLink
Log in

Präzisionsmessungen des Elastizitätsmoduls von Polymeren mit Longitudinalschwingungen II. Teil: Apparatur und Ergebnisse

  • Originalarbetten
  • Polymere
  • Published:
Colloid and Polymer Science Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Eine Apparatur zur Messung desE-Moduls von stabförmigen Proben mit longitudinalen Schwingungsresonanzen wird beschrieben. Bei Raumtemperatur liegen die Resonanzfrequenzen für hart-elastische Polymere um 10 kHz, für Kautschuke um 1 kHz.E-Modul und Poissonzahl wurden bestimmt für zwei Kautschuk-Vulkanisate, für Polymethylmethacrylat und Polycarbonat im Glaszustand sowie für teilkristallines Polyäthylen hoher Dichte und für ein Paraffin. DerE-Modul kann auf etwa 0.3% genau gemessen werden.

Die Erfüllung der Randbedingungen bei der Schwingung und der Einfluß von Zusatzmassen an den Stabenden zur elektromagnetischen Schwingungsübertragung werden erörtert. Mit Hilfe der Frequenzdispersion des E-Moduls können die Poissonzahl abgeschätzt und Inhomogenitäten der Proben erkannt werden. Die Anwendungsbereiche der erweiterten Theorie longitudinaler Schwingungen und ihrer Approximationen werden angegeben.

Summary

An apparatus to measure Young's modulus of rodlike samples by means of longitudinal resonant vibrations is described. The resonant frequencies at room temperature are about 10 kHz for hard elastic polymers and about 1 kHz for rubbers. Young's modulus and Poisson's ratio have been determined of two vulcanized rubbers, of polymethylmethacrylate and polycarbonate in the glassy state, and of partially crystallized high density polyethylene and paraffine. Young's modulus can be measured to an accuracy of about 0.3%.

Accomplishment of boundary conditions of the vibration and the influence of additional loads attached to the ends of the bar to allow electromagnetic transmission of vibrations are discussed. By means of the frequency dispersion of Young's modulus the Poisson's ratio can be assessed and inhomogeneities of samples can be detected. The ranges of applicability of the extended theory of longitudinal vibrations and its approximations are specified.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Literatur

  1. Wolf, F. P., Colloid and Polymer Sci.257, 1133 (1979).

    Google Scholar 

  2. Röhrich, K., Zeitschr. f. Physik73, 813 (1932).

    Google Scholar 

  3. Shear, S. K., A. B. Focke, Phys. Review57, 532 (1940).

    Google Scholar 

  4. Spinner, S., J. Amer. Ceramic Soc.37, 229 (1954).

    Google Scholar 

  5. Giebe, E., E. Blecbschmidt, Ann. d. Phys. (5)11, 905 (1931).

    Google Scholar 

  6. Muzzey, D. S., Phys. Review36, 935 (1930).

    Google Scholar 

  7. Bungardt, K., H. Preisendanz, P. Schüler, DEW Techn. Berichte6, 32 (1966).

    Google Scholar 

  8. Wegel, R. L., H. Walther, Physics (J. Appl. Phys.)6, 141 (1935).

    Google Scholar 

  9. Kmitta, S., Kunststoffe64, 376 (1974).

    Google Scholar 

  10. Wolf, F. P., Dissertation Freie Univ. Berlin (1969).

  11. Wolf, F. P., Progr. Colloid and Polymer Sci.66, 223 (1979).

    Google Scholar 

  12. Wolf, F. P., Polymer,13, 347 (1972).

    Google Scholar 

  13. Wolf, F. P., K. Ueberreiter, Koll. Z. u. Z. Polym245, 399 (1971).

    Google Scholar 

  14. Karl, V. H., F. P. Wolf, Angew. Makromol. Chem.79, 21 (1979).

    Google Scholar 

  15. Wolf, F. P., V. H. Karl, Angew. Makromol. Chem.79, 37 (1979).

    Google Scholar 

  16. Wolf, F. P., Progr. Colloid and Polymer Sci.64, 195 (1978).

    Google Scholar 

  17. Morbitzer, L., R. Bonart, Koll.-Z. u. Z. Polym.232, 764 (1969).

    Google Scholar 

  18. Kohlrausch, F., Praktische Physik, Vlg. B. G. Teubner, Stuttgart, 22. Aufl. S. 156 (1968).

  19. Grüneisen, E., Ann. d. Phys. (4)22, 801 (1907).

    Google Scholar 

  20. Brandrup, J., E. H. Immergut, Polymer Handbook, J. Wiley and Sons, New York, 2nd. Ed (1975).

    Google Scholar 

  21. Wunderlich, B., H. Baur, Fortschr. d. Hochpolymerenforsch.7, 151 (1970).

    Google Scholar 

  22. van Krevelen, D. W., Properties of Polymers, Elsevier Publishing Comp. (Amsterdam 1972).

  23. Lenk, R. S., Rheologie der Kunststoffe, Carl Hanser-Vlg. (München 1971), Kap. 8.

  24. Nitsche, R., K. A. Wolf, Struktur und physikalisches Verhalten der Kunststoffe, Kap. 4, Springer Vlg. (Berlin 1962).

    Google Scholar 

  25. Raftopoulos, D. D., D. Karapanos, P. S. Tbeocaris, J. Phys. D9, 869 (1976).

    Google Scholar 

  26. Bergmann, L., Der Ultraschall, S. 650, S. HirzelVlg. (Stuttgart 1954).

    Google Scholar 

  27. Sauer, J. A., D. R. Mears, K. D. Pae, European Polymer J.6, 1015 (1970).

    Google Scholar 

  28. Kauscb et al., Deformation and Fracture of High Polymers, Brinson, H. F., S. 397, Plenum Press, (New York 1973).

    Google Scholar 

  29. Kalwak, J. L., D. J. van Dijk, J. H. Gisolf, Colloid and Polymer Sci.255, 428 (1977).

    Google Scholar 

  30. Steward, G. W., R. B. Lindsay, Acoustics: Deutsche Ausgabe, S. 359, Carl Heymanns Vlg. (Berlin 1934).

    Google Scholar 

  31. Bancroft, D., Phys. Review59, 588 (1941).

    Google Scholar 

  32. Giebe, E., E. Blecbscbmidt, Ann. d. Phys. (5)18, 417 (1933).

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Fruitz-Haber-Institut, Max-Plack-Gesellschaft, Faradayweg 4-6, D-1000, Berlin 33

    F. P. Wolf

Authors
  1. F. P. Wolf
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Additional information

Mit 12 Abbildungen und 9 Tabellen

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Wolf, F.P. Präzisionsmessungen des Elastizitätsmoduls von Polymeren mit Longitudinalschwingungen II. Teil: Apparatur und Ergebnisse. Colloid & Polymer Sci 257, 1253–1275 (1979). https://doi.org/10.1007/BF01417523

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF01417523

Search

Navigation