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Mechanisms of plastic deformation in γ-isotactic polypropylene
Gerald Polt
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Michael Zehetbauer
DOI
10.25365/thesis.13193
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29177.23384.987364-3
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die gamma Phase von isotaktischem Polypropylen (giPP) zeigt im Gegensatz zur alpha Phase desselben Polymertyps einen höheren Elastizitätsmodul und eine erhöhte Streckgrenze. Die Tatsache, dass die Ketten in giPP nicht parallel angeordnet sind, wie dies in aiPP der Fall ist, könnte die Ursache der erhöhten Festigkeit sein. Eine weitere wichtige Frage ist, ob das kristallographische Gleiten, ähnlich wie in aiPP, durch eine Versetzungsbewegung hervorgerufen wird. Die Hauptaufgabe dieser Arbeit war es zu klären, ob Versetzungen eine bedeutende Rolle während der plastischen Verformung in giPP spielen. Zu diesem Zweck wurden mithilfe einer Druckkammer, welche an einer Universalprüfmaschine installiert ist, giPP Proben unter erhöhtem Druck kristallisiert. Die gamma Phase wurde anschließend mittels speziellen in-situ Röntgendiffraktions- Deformationsexperimenten, und Synchrotron Strahlung untersucht wobei die Existenz von Versetzungen nachgewiesen wurde. Parameter wie Kristallinität, Versetzungsdichte und kohärent streuende Domänengröße wurden mittels der multireflection X-ray line profile analysis (MXPA) als Funktion der Dehnung ausgewertet. Die Resultate wurden mit denen von aiPP verglichen, wobei sich eine erhöhte Festigkeit und eine unterschiedliche Entwicklung der Versetzungsdichte ergab, was auf einen andersartigen Verformungsmechanismus hindeutet. Ein einfaches Model wird präsentiert, welches die Entwicklung der Versetzungsdichte in giPP im Verhältnis zur kohärent streuenden Domänengröße durch Bildung von misfit Versetzungen erklärt.
Abstract
(Englisch)
The gamma phase of isotactic polypropylene (giPP) shows an increased yield stress and elastic modulus
compared to the alpha phase of the same polymer. The arrangement of the chains in a non-parallel
way in giPP could be the reason for the higher resistance, in contrast to aiPP where the
chains are lined up in parallel. Another important question is whether crystallographic slip is
still represented by dislocation motion as it is the case in aiPP.
The main task of the present work was to clarify the question whether dislocations play a major
role during plastic deformation in giPP. For this purpose samples of giPP were prepared by
crystallization at elevated pressures using a specially designed pressure chamber being part of
a universal testing machine. The gamma-phase was subsequently investigated by special in-situ X-
ray deformation experiments using synchrotron radiation revealing the existence of dislocations.
Parameters such as the crystallinity, the dislocation density and the coherently scattering domain
size (CSD-size) have been evaluated by means of the multireflection X-ray line profile analysis
(MXPA) as a function of strain. The results are compared to the alpha phase of the same polymer
revealing an enhanced strength and a different development of the dislocation density in the gamma
modified sample pointing at a different deformation mechanism. A model is presented explaining
the development of the dislocation density in giPP with respect to the CSD-size by formation
of misfit dislocations.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
gamma-iPP dislocations plasticity MXPA
Schlagwörter
(Deutsch)
gamma-iPP Versetzungen Plastizität MXPA
Autor*innen
Gerald Polt
Haupttitel (Englisch)
Mechanisms of plastic deformation in γ-isotactic polypropylene
Paralleltitel (Deutsch)
Mechanismen der Plastischen Verformung in γ-Isotaktischem Polypropylen
Paralleltitel (Englisch)
Mechanisms of plastic deformation in γ-isotactic polypropylene
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
VI, 76 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Michael Zehetbauer
Klassifikation
33 Physik > 33.61 Festkörperphysik
AC Nummer
AC08785390
Utheses ID
11859
Studienkennzahl
UA | 411 | | |