Polymer Dynamics at High Frequencies in Dependence of the Polymer Structure

06/2008 Juni

The dynamic mechanical properties of unfilled and filled solution SBRs, displaying a systematic variation of the vinyl and styrene content, were investigated at high frequencies (0,5MHz) by means of an ultrasonic spectrometer. The measured sound velocity and damping allowed for the calculation of the complex longitudinal wave modulus. The glass transition temperatures, measured at the peak maximum of the damping factor ???? at 0.5MHz, are shifted by 36 to 42°C if compared to the Tg"s measured at 1 Hz by dynamic mechanical spectroscopy. The amplitude of the damping signal increases specifically as a function of the vinyl and styrene content. The influence of the filler is predominantely an increase of the amplitude of the damping signal and the longitudinal wave modulus. The filler effect on loss properties is more pronounced for carbon black than for silanized silica for the considered materials.

Polymerdynamik im Hochfrequenzbereich in Abhängigkeit der Kettenarchitektur
Die dynamisch-mechanischen Eigenschaften von ungefüllten und gefüllten Lösungs-SBR wurden mit Hilfe eines Ultraschallspektrometers in Abhängigkeit des Vinyl- und Styrolgehaltes bei einer Frequenz von 0.5MHz über einen breiten Temperaturbereich untersucht. Aus dem gemessenen Schallgeschwindigkeit und dem Dämpfungsfaktor ???? wurden die Longitudinalwellenmoduli M" und M"" berechnet. Die am Maximum des Dämpfungsfaktors ???? ermittelten Glasumwandlungstemperaturen, sind gegenüber jenen aus dynamisch mechanischen Messungen (1Hz) bestimmten Werten um 36 bis 42°C zu höheren Temperaturen verschoben. Die Amplitude des Dämpfungssignals zeigt einen spezifischen Anstieg mit dem Vinylbzw. Styrolgehalt der Polymere. Der Einfluss des Füllstoffes wird sowohl durch einen Anstieg der Amplitude des Dämpfungssignals als auch des Longitudinalwellenmoduls M‘ und des Verlustmoduls M‘‘ sichtbar. Dieser Anstieg ist im Falle von Ruß stärker ausgeprägt als im Falle von Kieselsäure.