Structure formation, crystallization and dynamics in different semicrystalline polymers [kumulative Dissertation]

Abstract

Die teilkristalline Strukturbildung von Polymeren wird stark von der Wechselwirkung der Molekulardynamik und der chemischen Struktur der Makromoleküle beeinflusst. Für die Herstellung von Materialien mit spezifischen Eigenschaften ist die Beinflussung und Steuerung der Polymerkristallisation von grundlegendem Interesse. Das Ziel dieser Arbeit ist es, das Verständnis der Strukturbildung von teilkristallinen Polymeren zu vertiefen, wobei statische Protonen- und MAS 13C-Kernmagnetresonanzspektroskopie (NMR) sowie komplementäre Methoden aus dem Bereich DSC, Röntgenstreuung und Polarisationsmikroskopie verwendet werden. Mit diesem Ansatz werden die wechselseitigen Effekte von Dynamik und Struktur der Polymerketten an drei verschiedenen Polymersystemen analysiert. Die untersuchten Eigenschaften umfassen u.a. die Wirkung von Verschlaufungen in der amorphen Phase oder Schmelze, die intrakristalline Dynamik, Polymorphismus, Co-Kristallisation sowie gleichzeitige und phasenweise Kristallisation.

The semicrystalline structure formation of polymers is strongly influenced by the interdependency of the molecular dynamics and the chemical structure of the macromolecules. The knowledge on how to influence and control the crystallization of this material class is of fundamental interest for manufacturing materials with specific properties. This work aims to deepen the understanding of the structure formation of semicrystalline polymers by using static proton and magic-angle spinning 13C nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy as well as complementary X-ray scattering, DSC and polarization microscopy techniques. With this approach the interrelated effects arising from dynamical processes and the structure of the polymer chains are analyzed in three different polymer systems. Investigated properties include the effect of entanglements in the amorphous phase or melt, intracrystalline dynamics, polymorphism, co-crystallization as well as simultaneous and separate crystallization.