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Main Title: Gastransporteigenschaften flüssigkristalliner Seitengruppenpolymere
Translated Title: Gas Transport Properties of Side Group Liquid Crystalline Polymers
Author(s): Kresse, Ingo
Advisor(s): Springer, Jürgen
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Die Gastransporteigenschaften von ausgewählten flüssigkristallinen (lc) Seitengruppenpolymeren (SGLCP) auf der Basis von Polymethacrylat wurden mit Hilfe von Sorptions- und Permeationsmessungen für die Gase CO2 und O2 bei unterschiedlichem Druck (1 - 40bar) im Temperaturbereich von 16 bis 120°C bestimmt. Die Eigenschaften der SGLCP wurden unter Anwendung thermischer, polarisationsmikroskopischer und röntgenographischer Untersuchungen charakterisiert. Dilatometrisch wurde das spezifische Polymervolumen als Funktion der Temperatur gemessen und die Temperaturabhängigkeit des freien Volumens berechnet. Aus den experimentellen Befunden wurden Zusammenhänge zwischen der chemischen Struktur und den Gastransporteigenschaften hergeleitet. Die Meßergebnisse zeigen den Einfluß der Kinetik der Gleichgewichtseinstellung und der thermischen Vorgeschichte der Probe im Verlauf ihrer Herstellung auf die Gastransporteigenschaften. Die Temperaturabhängigkeit der Gastransporteigenschaften der Polymere bei konstantem Gasdruck kann erst dann untersucht werden, wenn sie in der isotropen Phase getempert worden sind. Es wurde festgestellt, daß die Gaslöslichkeit von CO2 und O2 in lc Seitengruppenpolymeren mit zunehmender Temperatur sinkt und die Diffusions- und Permeabilitätskoeffizienten größer werden. Dieses Verhalten wird von der Polymerhauptkette der lc Polymere bestimmt, da für nichtflüssigkristalline Polymere ähnliche Eigenschaften festgestellt werden. Im Bereich der Umwandlungstemperaturen der SGLCP werden sprunghafte Anstiege der Löslichkeit und des Diffusionskoeffizienten beobachtet. Hier werden die entscheidenden konformationsabhängigen Eigenschaftsänderungen von den Umordnungen der mesogenen Seitengruppen und den mit den Phasenumwandlungen verbundenen Änderungen des freien Volumens bestimmt. Aus der Messung der Temperaturabhängigkeit der Gaslöslichkeit bei unterschiedlichem Druck folgt, daß sich der Übergang von der smektischen in die nematische Phase mit steigendem Gasdruck zu niedrigeren Temperaturen verschiebt. Das im Polymer gelöste Gas leistet einen Beitrag zur Erhöhung der Beweglichkeit der mesogenen Seitengruppen. Die Verschiebung ist bei niedrigen Drucken groß und bei hohen Drucken klein. Dies kann durch eine von der Bulkphase abweichende Oberflächenordnung erklärt werden. Die Gasselektivität, ein Maß für die Trennleistung einer Membran, ist in lc Seitengruppenpolymeren eine Funktion der Temperatur und des Phasenzustandes. Durch Variation dieser Parameter können verschiedene Verhältnisse von Gasselektivität zu Permeabilität eingestellt werden.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-1028
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/497
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-200
Exam Date: 31-Mar-2000
Issue Date: 28-Jul-2000
Date Available: 28-Jul-2000
DDC Class: 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
Subject(s): Diffusion
Flüssigkristalline Polymere
Gaspermeation
Membran
Sorption
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