Gegenüberstellung der Relaxationszeiten konzentrierter Polymerlösungen aus Scher- und Dehnversuchen

Studienarbeit aus dem Jahr 2010 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Chemieingenieurwesen, Note: 1,0, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sprache: Deutsch, Abstract: In der Verfahrenstechnik treten in vielen Prozessen komplexe Strömungsfelder auf. Diese besitzen in der Regel einen großen Dehnanteil.

Technisch relevante Fluide sind vielmals viskoelastisch. Dies zeichnet sich u.a. durch Relaxationsprozesse aus. Diese führen im Prozess zu Problemen wie Strangaufweitung und Nebelbildung. Aufgrund der großen Dehnanteile lässt sich das Materialverhalten nicht alleinig durch scherrheologische Messungen beschreiben. Zur vollständigen Charakterisierung ist die Dehnrheologie von Nöten. Eine Möglichkeit zur Bestimmung dehnrheologischer Größen niedrigviskoser, viskoelastischer Fluide bietet hierbei das CaBER-Experiment, welches am gleichnamigen kommerziellen Rheometer durchführbar ist. [1]

Bislang wurde angenommen, dass sich die Relaxationszeiten in Scherung und Dehnung nicht unterscheiden. Für konzentrierte Polymerlösungen ist dies allerdings nicht zu beobachten. Ein erster theoretischer Ansatz wird in dieser Arbeit hergeleitet, der es formal ermöglicht die Relaxationszeiten aus Scherung und Dehnung ineinander umzurechnen. Die Anwendbarkeit dieser Theorie wird an linearen, unpolaren Polyethylenoxid, linearen, kationischen Polyacrylamid, sowie dem Copolymer Sterocoll FD experimentell untersucht.