Crystallization of polyamide 11 under processingrelevant cooling conditions and in presence of shear

Abstract

Die Analyse der Kristallisation von Polymerschmelzen unter verarbeitungsrelevanten Kühl- und Scherbedingungen ist von großer Bedeutung für das Verständnis der Korrelation zwischen Verarbeitungsparametern, Strukturbildung und Endeigenschaften und wurde in dieser Arbeit für biobasiertes Polyamid 11 (PA 11) untersucht. Es wurden besondere Analyse- und Präparationstechniken verwendet und entwickelt, um möglichst genaue und zuverlässige Informationen über die Kristallisation von PA 11 und die Strukturbildung unter diesen Bedingungen zu erhalten. Diese schließen die Chip-Kalorimetrie, eigenständig und in Kombination mit bildgebenden Verfahren, einen instrumentierten Filmherstellungsaufbau, der eine schnelle Abkühlung ermöglicht, oder Kristallisationsexperimente in einem Rheometer ein. Darüberhinaus wurde die thermische Stabilität von Kristallkeimen basierend auf geschmolzenen Kristallen, die zuvor aus der beruhigten oder der gescherten Schmelze gezüchtet wurden, analysiert und verglichen.

Analysis of polymer-melt-crystallization under processing-relevant cooling and shear conditions is of great importance for understanding the relationship between processing parameters, structure formation, and properties, which in this work was investigated for bio-based polyamide 11 (PA 11). Sophisticated analysis and preparation techniques were used and developed to gain accurate and reliable information about the crystallization process of PA 11 and about the formation of structures under these conditions. These approaches include chip calorimetry, standalone and in combination with imaging techniques, an instrumented film preparation setup allowing fast cooling, or crystallization experiments in a rheometer. Furthermore, the thermal stability of crystal nuclei based on molten crystals formerly grown from the quiescent and sheared melt were analyzed and compared.