Experimentelle Untersuchung und numerische Simulation der Orientierungsprozesse in Blockcopolymeren mit ähnlicher Dynamik auf makroskopischer und molekularer Ebene

• Antragsteller: Professor Dr. Marcus Müller; Professor Dr. Manfred Wilhelm
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik ; Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263005595

Das übergreifende Ziel der Projektfortsetzung bildet das verbesserte Verständnis der Auswirkungen von dynamischen Asymmetrien und komplexer Molekülarchitekturen auf die lineare und nichtlineare Rheologie von Homopolymer- und Copolymerschmelzen. Dieses Ziel ist weiter in vier Arbeitspakete unterteilt.1) Es soll geklärt werden ob eine dynamische Asymmetrie der Polymerblöcke in Blockcopolymerrschmelzen einen Einfluss auf die stabile Orientierung von Polymerlamellen besitzt. Bei identischen Mobilitäten der Polymerblöcke, wie es in Computersimulationen oder im Erstantrag der Fall ist, wird die senkrechte als stabile Orientierung gefunden. Für viele experimentelle Systeme wird jedoch häufig eine parallele Orientierung beobachtet. Für viele experimentelle Systeme wird jedoch häufig eine parallele Orientierung beobachtet. Der Mobilitätsunterschied soll nun in Experiment und Simulation erhöht werden um dessen Einfluss auf die Stabilität der Orientierung der Lamellen zu evaluieren.2) Die Klärung möglicher Unterschiede in der Orientierungskinetik der Lamellen in einem Scherfluss zwischen lamellaren Diblockcopolymeren und lamellaren Triblockcopolymeren ist ein weiterer Unterpunkt. Es soll geklärt werden, ob die doppelte Verankerung der Triblockcopolymerein in einer Lamelle oder die Verbrückung bei einer Verankerung in zwei unterschiedlichen Lamellen einen merklichen Einfluss auf die Orientierungskinetik des Systems ausüben.3) Die Rolle von Verschlaufungen auf die nichtlineare Rheologie und die damit verbundenen Auswirkungen für höhere Harmonische soll untersucht werden. Es soll zunächst das einfachere System einer Homopolymerschmelze untersucht werden. Um den Einfluss des Molekulargewichts und der damit verbundenen Anzahl an Kettenverschlaufungen evaluieren zu können, soll das nichtlineare Verhalten in Simulationen mit und ohne Slip-Springs, die Verschlaufungen von Polymerketten nachstellen, bestimmt werden. 4) Der Einfluss der Topologie auf das nichtlineare Verhalten soll ermittelt werden. Mit einer zunehmenden Anzahl an Seitenketten nimmt die Rolle von Verschlaufungen für die Dynamik eines Polymermoleküls ab. In Experiment und Simulation soll die Anzahl an Seitenketten sukzessive erhöht werden und das nichtlineare rheologische Verhalten der Schmelzen dieser Polymere untersucht werden. Mit diesem Ansatz kann geklärt werden, ob der Ursprung der mechanischen Obertöne in einem komplexen Relaxationsspektrum liegt oder seinen Ursprung in Verschlaufungen hat.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Nico Dingenouts