Phasenseparations- und Deformationsverhalten von mikrostrukturierten Polystyrol

Abstract

Bis zum heutigen Zeitpunkt existiert kein umfassendes Bild über die Beeinflussung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Blockcopolymer / Homopolymer Blends durch die wichtigsten kunststoffverarbeitenden Prozesse (Pressen, Extrusion und Spritzguss). Die Dissertation widmet sich dieser Problematik und möchte einen bedeutsamen Beitrag zum Erlangen eines solchen Bildes liefern. Zu diesem Zweck wird das Phasenseparations- und Deformationsverhalten von unterschiedlich verarbeiteten PS-PB Stern- bzw. Triblockcopolymer / Homopolystyrol Blends beschrieben. In der Arbeit wird die Ausbildung einer für Blockcopolymer / Homopolymer Blends neuartigen Morphologie bei Sternblockcopolymer / Homopolymer Blends diskutiert. Es wird gezeigt, dass die Ausbildung dieser so genannten Tropfenmorphologie besonders von dem “cosurfactant“ Effekt des Sternblockcopolymers abhängig ist. Die Tropfenmorphologie hat eine diskontinuierlichen Anordnung der konträren Phasen, bei der PS-Inklusionen von einer kontinuierlichen, netzwerkartigen Elastphase umgeben sind. Diese Netzwerkstruktur, welche eine große Ähnlichkeit zu den Morphologien von klassischen Wabensystemen besitzt, begründet das ausgezeichnet duktile mechanische Verhalten der Blends. Bei den Triblockcopolymer / Homopolystyrol Blends bildet sich gleichfalls eine diskontinuierliche Morphologie, welche mit einer guten Brucharbeit der Blends verbunden ist, aus. Im Unterschied zu der Tropfenmorphologie der PS-PB Sternblockcopolymer / Homopolystyrol Blends werden die PS-Inklusionen der Blends mit den PS-PB Triblockcopolymeren nicht nur von einer einzelnen, kontinuierlichen Elastphase, sondern von den Mikrostrukturen der PS-PB Triblockcopolymer umgeben. Bestimmend für das Phasenseparationsverhalten bei diesen Blends ist neben dem “cosurfactant“ Effekt auch die Bildung der Phasengrenzschicht der PS-Inklusionen. In der Arbeit wird nicht nur auf das verarbeitungsinduzierte Phasenseparationsverhalten von Blockcopolymer / Homopolymer Blends beschrieben. Es wird auch die Morphologieausbildung bei den PS-PB Sternblockcopolymer / Homopolystyrol Blends im Gleichgewicht diskutiert. Bei dieser Diskussion werden die Ursachen eines neuartigen Phasenseparationsverhalten dargelegt. Dieses von der molekularen Asymmetrie der Sternblockcopolymere abhängige Phasenseparationsverhalten wird als Mischungsinduzierte Phasenseparation bezeichnet.