Leipzig 1999 – wissenschaftliches Programm

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DRG: Deutsche Rheologische Gesellschaft

DRG 2: Polymer Blends

DRG 2.3: Vortrag

Mittwoch, 3. März 1999, 09:50–10:10, HS 20

Modellierung der Morphologiedynamik in heterogenen Polymerblends — •T. Roths¹, D. Maier¹, Chr. Friedrich¹ und J. Honerkamp² — ¹Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Freiburger Materialforschungszentrum, Stefan-Meier-Str. 21, D-79104 Freiburg — ²Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Fakultät für Physik, Herrmann-Herder-Str. 3, D-79104 Freiburg

Die Materialeigenschaften heterogener Polymerblends werden entscheidend von ihrer Morphologie beeinflusst. Deshalb möchte man Zusammenhänge zwischen Material- bzw. Prozessparametern und resultierender Morphologie verstehen lernen. Dazu soll das folgende Modell einen Beitrag leisten.
Die Morphologiedynamik wird modelliert durch ein System gekoppelter partieller Differentialgleichungen, bestehend aus einer modifizierten Cahn-Hilliard-Gleichung für die lokale Konzentration einer der beiden Polymere und einer modifizierten Navier-Stokes-Gleichung für das lokale Geschwindigkeitsfeld, das die Strömung im Blend und damit die hydrodynamische Wechselwirkung berücksichtigt. Als Parameter gehen alle wesentlichen Material- und Prozessgrössen (Grenzflächenspannung, Viskositäten beider Polymere, Mischungsverhältnis und applizierte Scherrate) in das Modell ein.
Für Simulationen in zunächst 2D wurde ein numerischer Algorithmus entwickelt, der auf einem finiten Differenzenverfahren beruht. Die Simulationen zeigen verschiedene Morphologien, die auch experimentell beobachtet werden. Für die Kugelmorphologie stimmen beispielsweise Deformation und Orientierung der Kugeln und das Koaleszenzverhalten qualitativ mit experimentellen und theoretischen Ergebnissen überein.