Modellmäßige Deutung der Wärmeleitfähigkeit von Hochpolymeren

Zusammenfassung

Es wird folgende Modellvorstellung über den Wärmetransport in amorphen Stoffen, insbesondere in amorphen Hochpolymeren aufgestellt: Jeder einzelnen Bindung zwischen benachbarten Atomen wird ein „elementarer“ Wärmewiderstand zugeordnet. Der Gesamtwiderstand eines amorphen Körpers ergibt sich als der eines dreidimensionalen Netzwerks aus elementaren Wärmewiderständen, wobei die einzelnen Atome die Knotenpunkte des Netzwerks sind. Der elementare Wärmewiderstand nimmt mit wachsender Federkonstante der Bindungskraft ab; deshalb ist z. B. der elementare Wärmewiderstand einer Hauptvalenz rund 10mal kleiner als der einervan der Waals-Bindung. — Diese einfache Vorstellung vermag die Wärmeleitfähigkeit amorpher Stoffe quantitativ zu beschreiben, unter anderem den Knick in der Wärmeleitfähigkeit amorpher Hochpolymerer bei der Einfriertemperatur.

Summary

The following model conception describing the heat transfer in amorphous substances, especially in amorphous high polymers is derived: To each bond between adjacent atoms an „elementary“ thermal resistance is coordinated. The thermal resistance of a macroscopic amorphous specimen is that of a three-dimensional network consisting of elementary thermal resistances with the atoms as the points of junction. The elementary thermal resistance decreases with increasing spring constant of the bond. Therefore the elementary thermal resistance of a main valence is about 10 times smaller than that of avan der Waals bond. — This simple conception enables us to describe the thermal conductivity of amorphous substances quantitatively, for instance the break in the thermal conductivity curve of amorphous high polymers observed at the second order transition temperature.