Untersuchungen zu Struktur und Eigenschaften der Polyamide

Zusammenfassung

Unverstreckte sowie bei verschiedenen Temperaturen verstreckte Polyamid 6,6-Proben (Fäden, Drähte, Folien) wurden nach einer Temperung zwischen Raumtemperatur und Schmelzpunkt auf Kristallstruktur, Dichte und Schmelzwärme untersucht. Es wurde festgestellt, daß die Kristallstruktur und die Dichte kaltverstreckter Proben sich bei Temperung weit unterhalb des Schmelzpunktes merklich verändern, wohingegen die Schmelzwärme konstant bleibt. Heißverstreckte Proben zeigen in allen drei Eigenschaften bis zu Tempertemperaturen von 220 °C keine nennenswerten Änderungen. Durch Temperung in der Nähe des Schmelzpunktes ändern sich die genannten Kenngrößen aller untersuchten Proben. Bei der Bestimmung eines Kristallisationsgrades aus den gemessenen Dichten ergeben sich dann unsinnige Angaben, wenn konstante Werte für die spezifischen Volumina der amorphen und der kristallinen Phase verwendet werden. Berücksichtigt man, daß entsprechend den röntgenografischen Befunden zumindest das Volumen der kristallinen Phase von den Verstreck- und Temperbedingungen abhängt, so läßt sich bei Verwendung eines konstanten, in der Literatur mitgeteilten Wertes für das spezifische Volumen der amorphen Phase die Kristallinität der untersuchten Proben mit etwa 40% abschätzen. Die Kristallinität wird durch die Verstreckung und Temperung der Proben nur wenig beeinflußt, ein Resultat, das in guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen der kalorimetrischen Messungen steht. Ein Anwachsen der Dichte bei Polyamid 6,6 —analoges gilt für weitere Polyamide ⋀ann also durch zwei Effekte verursacht werden: Zum einen kann der Kristallisationsgrad, d. h. der Anteil an kristallisierten Kettensequenzen, zunehmen, zum anderen liefert die Änderung der Packungsdichte der Kettenmoleküle in den kristallinen Bereichen einen nicht zu vernachlässigenden Beitrag zur Dichtezunahme.

Summary

Undrawn as well as drawn samples of polyamide 6,6 (fibers, filaments, films) have been annealed at temperatures between room temperature and melting point. Investigations on crystal structure, density and heat of fusion have been carried out. It has been noticed that crystal structure and density of the cold drawn specimens are changed considerably as a result of annealing at temperatures far below the melting point whereas heat of fusion remains constant. With hot drawn specimens only negligible changes of all three properties are observed for annealing temperatures up to 220 °C. By annealing close upon the melting point the quoted properties of all investigated specimens are strongly influenced. The calculation of a degree of crystallinity leads to unreasonable values if constant data of the specific volumes of the amorphous and crystalline phase are used. With regard to the observation that due to the X-ray wide angle measurements at least the specific volume of the crystalline phase depends on drawing and annealing conditions the crystallinity of the investigated samples of polyamide 6,6 can be estimated to about 40%, if a constant value of the density of the amorphous phase is applied which is reported recently in the literature. The degree of crystallinity of the specimens has been influenced slightly by drawing and annealing processes, a result which is in good accordance to the calorimetric data of heat of fusion. An augmentation of density of polyamide 6,6 —an analogous statement is valid for other polyamides —can be caused by two effects: On the one hand the degree of crystallinity i.e. the portion of the crystallized chain sequences can be increased, on the other hand the change of packing density of the chain molecules inside the crystallites influences the augmentation in an unneglible manner.