Makromoleküle, 6. Auflage, Band 2: Physikalische Strukturen und Eigenschaften

Makromoleküle: Band 2: Physikalische Strukturen und Eigenschaften......Page 5 Inhaltsverzeichnis......Page 24 Motto......Page 7 Vorworte......Page 9 Verzeichnis der Abkürzungen......Page 11 1. Einleitung......Page 37 2.1.1. Einfache Ketten......Page 40 2.1.2 Bezeichnungen einfacher Ketten......Page 42 Lineare Polymere......Page 44 Verzweigte Polymere......Page 45 2.1.4. Konstitutionell höherdimensionale Makromoleküle......Page 46 2.2.1. Grundbegriffe......Page 48 2.2.2 Konfigurationsstatistik......Page 49 2.3.1. Übersicht......Page 51 2.3.2. Molekülmassen, Molekulargewichte und Molmassen......Page 52 2.3.3. Statistische Gewichte......Page 53 2.3.4. Einfache Mittelwerte der Molmassen......Page 55 Zusammengesetzte hydrodynamische Mittelwerte......Page 57 2.3.7. Mittelwerte anderer Eigenschaften......Page 59 2.3.8. Momente......Page 60 2.3.10. Konstitutionelle Uneinheitlichkeit......Page 61 2.3.11. Bestimmung von Molmassen......Page 64 2.4.1. Darstellung von Verteilungsfunktionen......Page 65 2.4.2. Gauss-Verteilung......Page 67 2.4.3. Logarithmische Normalverteilung......Page 69 2.4.5. Schulz-Zimm- und Schulz-Flory-Verteilung......Page 71 2.4.6. Generalisierte Exponentialverteilungen......Page 72 2.4.7. Bestimmung von Molmassenverteilungen......Page 73 Historische Notizen......Page 74 3.1. Grundlagen......Page 76 3.2.1. Definitionen......Page 77 3.2.2. Rotationspotentiale......Page 78 3.2.3. Konstitutionseinflüsse......Page 80 3.3.1. Einleitung......Page 82 3.3.2. Helices......Page 83 3.3.3. Einfluss der Konstitution und Konfiguration......Page 85 3.4.1. Grundlagen......Page 88 Optische Aktivität......Page 89 Optische Rotationsdispersion......Page 90 Poly(α-aminosäure)n und Proteine ......Page 91 Poly(1-olefin)e......Page 94 Copolymere......Page 95 3.5.1. Phänomene......Page 96 3.5.2. Thermodynamik......Page 97 3.5.3. Kinetik......Page 99 Historische Notizen......Page 100 4.1.1. Einleitung......Page 102 4.1.2. Konformation in Lösungen......Page 103 Partielle Helices in Lösung......Page 104 4.2.1. Einführung......Page 106 Kugeln......Page 107 4.2.3. Stäbchen......Page 109 4.3.1. Konturlängen......Page 111 4.3.2. Trägheitsradien......Page 113 4.3.3. Knäueltypen......Page 115 Irrflug-Kette......Page 116 Segment-Kette......Page 119 Valenzwinkel-Kette mit freier Drehbarkeit......Page 120 Valenzwinkel-Kette mit behinderter Drehbarkeit......Page 121 RIS-Modell......Page 122 Sterischer Faktor (Behinderungsparameter)......Page 125 Charakteristisches Verhältnis......Page 126 Kuhn-Längen......Page 127 4.3.6. Trägheitsradien......Page 128 4.3.7. Knäueldichte......Page 130 4.3.8. Verteilung der Fadenendenabstände......Page 133 4.3.9. Wurmartige Ketten......Page 134 4.4.1. Ausgeschlossene Volumina......Page 137 4.4.2. Aufweitungsfaktoren......Page 138 4.4.3. Helicale wurmartige Ketten......Page 140 4.4.4. Einfluss der Molmasse......Page 142 4.4.5. Einfluss der Polymolekularität......Page 145 4.4.6. Temperaturabhängigkeit der Trägheitsradien......Page 146 4.5. Ringförmige Makromoleküle......Page 147 4.6.1. Einleitung......Page 148 4.6.2. Sternmoleküle......Page 149 4.6.3. Dendrimermoleküle......Page 151 4.6.5. Kamm-Moleküle......Page 152 4.7.2. Fraktale......Page 154 4.7.3. Selbstähnlichkeit......Page 156 4.8.1. Einführung......Page 158 Gittermethoden......Page 159 Gitterfreie Methoden......Page 161 4.8.3. Atomistische Kraftfelder......Page 162 A-4.1. Valenzwinkel-Kette mit freier Drehbarkeit......Page 166 A-4.2. Beziehung zwischen Fadenendenabstand und Trägheitsradius bei Phantom-Ketten......Page 167 A-4.3. Verteilung der Fadenendenabstände......Page 169 Kraftfeld-Bibliographie......Page 170 5.1. Übersicht......Page 174 5.2.1. Grundlagen......Page 175 5.2.2. Copolymere......Page 179 5.2.3. Konzentrationsabhängigkeit......Page 180 5.2.4 Mischlöser......Page 182 5.3.1. Grundlagen......Page 185 5.3.2. Streufunktion......Page 186 5.3.3. Zimm-Diagramm......Page 188 Stäbchen......Page 189 Statistische Knäuel......Page 190 Wurmartige Ketten......Page 192 Sternmoleküle......Page 194 Kammmoleküle......Page 195 5.4.1. Grundlagen......Page 196 Knäuel......Page 199 Verzweigte Polymere......Page 201 5.5. Neutronenkleinwinkelstreuung......Page 202 Historische Notizen......Page 204 6.1.1. Struktur......Page 206 6.1.2. Dichte......Page 208 6.2.1. Mikrokonformationen......Page 210 6.2.2. Makrokonformationen......Page 211 6.3.1. Konzentrationsbereiche......Page 212 6.3.2. Temperaturabhängigkeit der Knäueldimensionen......Page 213 6.3.3. Verschlaufungen......Page 215 6.3.4. Blobs......Page 216 6.3.5. Trägheitsradien von Stemmolekülen......Page 218 Historische Notizen......Page 219 7.1.2. Gitterstrukturen......Page 221 7.1.3. Symmetrie-Eigenschaften......Page 223 7.1.4. Röntgenstrukturanalyse......Page 225 7.1.5. Gitterkonstanten......Page 229 7.1.6. Gitterstrukturen......Page 231 7.1.7. Polymorphie......Page 233 7.1.9. Einheitszellen......Page 234 7.2.1. Fransenmizellen......Page 235 7.2.2. Polymereinkristalle......Page 236 7.3. Kristallisation......Page 242 Homogene Keimbildung......Page 243 Heterogene Keimbildung......Page 244 Kristallisation aus Lösungen......Page 245 Kristallisation aus Schmelzen......Page 247 7.3.2. Kristallisationsgeschwindigkeit......Page 248 7.4. Überstrukturen......Page 251 7.4.1. Sphärolithe......Page 252 7.4.2. Andere Überstrukturen......Page 253 7.4.3. Einfluss der Kristallisationsbedingungen......Page 254 7.5.2. Kristallisierbarkeit und Kristallinität......Page 257 7.5.3. Gitterdefekte......Page 258 7.5.4. Ein- und Zweiphasen-Modelle......Page 259 7.5.5. Röntgenographie......Page 260 7.5.6. Dichte-Messungen......Page 261 7.5.8. Infrarot-Spektroskopie......Page 262 7.6,l. Röntgen-Interferenzen......Page 263 7.6.2. Optische Doppelbrechung......Page 264 7.6.3. Schallfortpflanzung......Page 265 7.6.4. Infrarot-Dichroismus......Page 266 Historische Notizen......Page 267 8.1.1. Klassen von Mesophasen......Page 271 8.1.2 Andere Mesophasen......Page 272 8.2.1. Mesogene......Page 273 8.2.2. Anordnung der Mesogene......Page 275 8.3.1. Übersicht......Page 276 8.3.2. Phasentrennung......Page 278 Flory-Theorie......Page 279 8.3.3. Chemische Potentiale......Page 283 8.3.4. Orientierung der Mesogene......Page 286 8.3.5. Amphotrope Flüssigkristalle......Page 287 8.4. Thermotrope Flüssigkristalle......Page 288 8.4.1. Strukturelle Voraussetzungen......Page 289 8.4.2. Strukturen in Mesophasen......Page 290 8.4.3. Eigenschaften von Mesophasen......Page 291 8.5.2. Thermotrope Domänen......Page 293 8.5.3. Lyotrope Strukturen......Page 298 8.6. Ionomere......Page 300 Historische Notizen......Page 301 9.1.2. Methoden......Page 304 9.1.3. Zusammensetzung......Page 306 9.2.2. Messmethoden......Page 307 9.2.3. Zeiteffekte......Page 309 9.2.4. Oberflächenspannung von Polymerschmelzen......Page 311 9.2.6. Grenzflächenspannung zwischen zwei Flüssigkeiten......Page 312 9.2.7. Kritische Oberflächenspannung Festkörper-Flüssigkeit......Page 313 9.3. Spreitung von Polymeren auf Hypophasen......Page 315 9.4.1. Grundlagen......Page 317 9.4.2. Methoden......Page 318 9.4.3. Zeitabhängigkeit......Page 319 9.4.4. Adsorptionsgleichgewichte......Page 320 9.5. Bürsten......Page 321 9.5.2. Blob-Theorie......Page 322 9.5.3. Rheologie......Page 325 Historische Notizen......Page 326 10.1.1. Gestalt und Lösungseigenschaften......Page 328 10.1.2. Thermodynamische Einteilung von Lösungen......Page 329 10.1.3. Löslichkeitsparameter......Page 331 Löslichkeitsparameter von Polymeren......Page 332 Mischungsenthalpie......Page 333 Selbstassoziation von Lösungsmittelmolekülen......Page 335 Vorzugssolvatation......Page 336 10.1.5. Lösegeschwindigkeit......Page 338 10.2.1. Einführung......Page 339 10.2.2. Gittertheorie......Page 340 Wechselwirkungsparameter......Page 341 Mischungsentropie......Page 343 Gibbs-Mischungsenergie......Page 344 Chemische Potentiale......Page 345 Zusammenfassung......Page 346 Lösungen amorpher Polymerer......Page 347 Quasibinäre Systeme......Page 348 Fäll- und Lösefraktionierung......Page 349 Trübungstitration......Page 351 Polymerblends......Page 352 Kritische Mischungstemperaturen......Page 354 Kristalline Polymere......Page 355 10.3.1. Grundlagen......Page 357 Semipermeable Membranen......Page 358 Nichtsemipermeable Membranen......Page 359 10.3.3. Ebullioskopie und Kryoskopie......Page 360 10.3.4. Dampfdruckosmometrie......Page 361 10.4.1. Grundlagen......Page 362 10.4.2. Gittertheorie......Page 364 10.4.4. Einfluss der Molmasse......Page 367 10.4.5. Einfluss der Temperatur......Page 369 10.4.6. Osmotischer Druck mässig konzentrierter Lösungen......Page 370 10.5.2. Offene Selbstassoziation......Page 372 10.5.3. Geschlossene Selbstassoziation......Page 375 10.5.4. Komplexierung kleiner Moleküle......Page 379 10.5.5. Polymer-Polymer-Komplexe......Page 381 10.6.1. Struktur von Polyelektrolytlösungen......Page 384 10.6.2. Themodynamische Aktivität......Page 386 10.6.3 Osmotischer Druck......Page 387 10.6.4. Gibbs-Mischungsenergie und Polyelektrolyt-Dimensionen......Page 389 10.7.1. Übersicht......Page 390 10.7.2. Quellung chemisch vernetzter Gele......Page 391 10.7.3. Quellung elektrisch geladener, chemisch vernetzter Gele......Page 393 10.7.4. Physikalisch vernetzte Gele......Page 394 11.1.1. Einführung......Page 399 Klassisches Verfahren......Page 401 Dynamische Lichtstreuung......Page 402 Ellipsoide......Page 404 Stäbchen......Page 405 Knäuel......Page 406 Kugeln......Page 409 Knäuel......Page 411 11.1.5. Konzentrationsabhängigkeit......Page 412 11.1.6. Mässig konzentrierte Lösungen......Page 413 11.1.7. Strukturierter Fluss......Page 415 11.2.2. Strömungsdoppelbrechung......Page 416 Starre Stäbchen......Page 418 11.3.1. Grundlagen......Page 419 11.3.2. Sedimentationsgeschwindigkeit......Page 420 11.3.3. Konzentrationsabhängigkeit......Page 422 11.3.4. Molmassen......Page 423 11.3.5. Sedimentationsgleichgewicht......Page 425 11.3.6. Sedimentationsgleichgewicht im Dichtegradienten......Page 426 11.4. Kraftfeld-Flussfraktionierung......Page 427 11.5. Elektrophorese......Page 428 12.1.1. Definitionen......Page 431 12.1.2. Experimentelle Methoden......Page 432 12.2.1. Nichtelektrolyte......Page 435 12.2.2. Polyelektrolyte......Page 438 12.3.1. Mittelwerte......Page 441 12.3.3. Kugeln......Page 443 12.3.4. Ellipsoide......Page 444 12.3.5. Stäbchen......Page 446 12.3.6. Ungestörte Knäuel......Page 447 α-werte ......Page 448 Kv- Werte......Page 449 Hydrodynamische Radien......Page 450 12.3.7. Gestörte Knäuel......Page 452 12.3.8. Verzweigte Polymermoleküle......Page 453 Statistisch verzweigte Polymere......Page 454 Hyperverzweigte Polymere......Page 456 Dendrimere......Page 457 Kammpolymere......Page 458 A 12. Anhang: Flory-Konstanten......Page 459 Historische Notizen......Page 460 13.1.1. Einführung......Page 462 13.1.3. Ordnungen von Zustandsumwandlungen......Page 463 13.1.4. Methoden......Page 466 13.2.1. Thermische Ausdehnung......Page 468 13.2.2. Wärmekapazität......Page 469 13.2.3. Wärmeleitfähigkeit......Page 471 13.2.4. Thermische Relaxationen......Page 472 13.3.1. Grundlagen......Page 474 Definition der Schmelztemperatur......Page 475 Einfluss der Kristallitgrösse......Page 476 13.3.3. Einfluss der Molmasse......Page 478 13.3.4. Einfluss der Konstitution......Page 480 13.4.1. Thermische Zustände......Page 484 13.4.3. Thermodynamische Grössen......Page 486 13.5. Glasübergänge......Page 488 13.5.1. Freies Volumen......Page 489 13.5.2. Molekulare Interpretationen......Page 490 Lineare Ketten......Page 492 Verzweigte Polymere......Page 494 Vernetzte Polymere......Page 496 Ionomere......Page 495 Äussere Weichmachung......Page 497 Innere Weichmachung......Page 499 13.5.5. Statische und dynamische Glastemperaturen......Page 501 13.6. Andere Umwandlungen und Relaxationen......Page 503 14.1. Einleitung......Page 506 14.2.1. Lösungsmittel in konzentrierten Polymerlösungen......Page 507 14.2.2. Polymere in Schmelzen......Page 508 14.2.3. Reptation von Polymerketten......Page 510 14.2.4. Polymerketten in Polymermatrizen......Page 512 14.3.1. Übersicht......Page 514 14.3.2. Permeationskoeffizienten......Page 515 14.3.3. Permeation von Gasen......Page 517 14.3.4. Permeation von Flüssigkeiten......Page 519 14.4.1. Porenmembranen......Page 520 14.4.2. Diffusion durch Poren......Page 521 14.4.3. Grössenausschlusschromatographie......Page 523 Historische Notizen......Page 525 15.1. Typen von Deformationen......Page 527 15.2.1. Typen von Viskositäten......Page 530 15.2.2. Viskosimeter......Page 531 15.3.1. Lineare Polymere in Schmelzen......Page 533 15.3.2. Rouse-Theorie......Page 534 15.3.3. Korrekturen für das Rouse-Gebiet......Page 535 15.3.4. Reptation......Page 537 15.3.5. Nichtlineare Makromoleküle......Page 538 15.4.1. Übersicht......Page 540 15.4.2. Rheometrie......Page 542 15.4.3. Schmelzeelastizität......Page 544 15.5.1 Grundlagen......Page 545 15.5.2. Schmelzen......Page 546 15.5.3. Lösungen......Page 548 Historische Notizen......Page 550 16.1. Einführung......Page 553 Nominelle Zugwerte......Page 555 Wahre Zugwerte......Page 556 16.2.2. Hooke'sches Gesetz......Page 557 16.2.3. Poisson-Zahl......Page 558 Zugmoduln......Page 561 Biegemoduln......Page 563 Gittermoduln......Page 564 16.2.5 Einteilung von Polymeren......Page 565 16.3 Energie-Elastizität......Page 568 16.3.1. Generalisierte Hooke-Gleichung......Page 569 Spannungen......Page 570 Verformungen......Page 571 16.3.3. Steifheitskonstanten und Nachgiebigkeitskonstanten......Page 572 Orthotrope Körper......Page 573 Orientierte Körper......Page 574 Isotrope Körper......Page 576 16.3.4. Theoretische Moduln......Page 577 Mischungsregeln......Page 580 Takayanagi-Modelle......Page 582 Einfluss der Verarbeitung......Page 583 16.4.1. Phäomene......Page 585 16.4.2. Entropie-Elastizität einzelner Moleküle......Page 587 16.4.3. Chemische Thermodynamik......Page 588 16.4.4. Statische Thermodynamik......Page 591 16.4.5 Modelle......Page 592 16.4.6 Uniaxiale Dehnung......Page 595 16.4.8. Dehnung realer Netzwerke......Page 597 16.4.9. Scheren von Netzwerken......Page 599 Historische Notizen......Page 601 17.1.2. Definitionen......Page 604 17.2.1. Considère-Diagramm......Page 607 17.2.2. Molekulare Ursachen für Fliessgrenzen......Page 608 17.2.3. Streckgrenze und Teleskopeffekt......Page 611 17.2.4. Fliesskriterien......Page 612 17.3.1. Crazes und Scherbänder......Page 614 17.3.2. Einfluss der Verhakungsdichte......Page 615 17.3.3. Anteile von Crazes und Scherbändern......Page 616 17.3.4. Grosse Dehnungen......Page 617 17.3.5. Nachgeben als Fliessprozess......Page 619 17.4.1. 2-Parameter-Modelle......Page 621 17.4.2. Spannungsrelaxation......Page 623 17.4.3. Kriechversuch......Page 625 17.4.4. 3- und 4-Parameter-Modelle......Page 626 17.4.5. Boltzmannsches Superpositionsprinzip......Page 629 17.5.1. Erzwungene Schwingungen......Page 631 17.5.2. Freie Schwingungen......Page 633 17.5.3. Komplexe Moduln......Page 634 17.5.4. Dynamische Moduln fester Polymerer......Page 637 17.5.5. Scherspeichermoduln von Schmelzen......Page 638 17.5.6. Scherspeichermoduln von Lösungen......Page 642 A.17. Anhang: Alternierende Deformationen......Page 644 Historische Notizen......Page 645 18.1.1. Definitionen......Page 647 18.1.2. Einfluss der Molmasse......Page 648 18.2.1. Einführung......Page 650 18.2.2. Bruch spröder Polymerer......Page 651 18.2.3. Brucheinleitung......Page 654 18.2.4. Bruchfortpflanzung......Page 656 18.2.5. Theoretische Zugfestigkeiten......Page 658 18.3.1. Einleitung......Page 660 18.3.2. Kritische Spannungsintensitätsfaktoren......Page 661 18.3.3. Bruchzähigkeit......Page 663 18.3.4. Bruch duktiler Polymerer......Page 664 18.3.5. Schlagzähigkeit......Page 665 Historische Notizen......Page 668 Tab. 19-1 Physikalische Grundgrössen und SI-Einheiten......Page 670 Tab. 19-2 Abgeleitete SI-Einheiten und IUPAC-Symbole......Page 671 Tab. 19-3 Neben oder mit SI-Einheiten verwendete ältere Einheiten......Page 672 Tab. 19-5 Vorsätze für binäre Systeme (Computerindustrie)......Page 673 Tab. 19-8 Fundamentale Konstanten......Page 674 Tab. 19-9 Umrechnungen von veralteten Einheiten......Page 675 19.2. Verhältnisse physikalischer Grössen......Page 679 19.3. Konzentrationen......Page 680 19.4. Abkürzungen für Kunststoffe, Fasern, Elastomere usw......Page 681 Sachregister......Page 682 Englische Fachausdrücke......Page 704