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Erschienen in: Colloid and Polymer Science 12/2003

01.11.2003 | Original Contribution

How to understand nucleation in crystallizing polymer melts under real processing conditions

verfasst von: H. Janeschitz-Kriegl

Erschienen in: Colloid and Polymer Science | Ausgabe 12/2003

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Abstract

As has been shown experimentally in our laboratory, the number of athermal nuclei, as found in unnucleated quiescent melts, increases tremendously with decreasing temperatures of crystallization, down to severe degrees of undercooling. One cannot assume that the presence of heterogeneous nuclei can explain this horrible temperature dependence. Moreover, one can conclude that the number fraction of macromolecules participating in these athermal nuclei is extremely low. Macroscopically, these nuclei seem to form a number of spots in a sea of homogeneous undercooled liquid.In the present paper the proposal is made that this number can be estimated from the probability of the occurrence of local molecular arrangements of varying quality, which preexist by accidence in a so-called living equilibrium in the stable melt, i.e. above the equilibrium melting point. During a rapid quench, realistic for processing conditions, these local arrangements are successively stabilized and serve as precursors for the start of crystallization. Dependent on their quality, this stabilization occurs over a broad range of crystallization temperatures. A selection rule for their effectiveness is derived from thermodynamics. In addition, reasons are discussed for the observed strong influence of flow on the formation of nuclei. From the "short-term" creep experiments, which are successful even at low degrees of undercooling, the impression has been obtained that during flow an unimaginable long-distance mechanical interaction becomes effective between the nuclei of crystallization. However, a more convincing explanation has been found recently: it is described at the end of this paper.

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1.
Zurück zum Zitat Janeschitz-Kriegl H, Ratajski E, Wippel H (1999) Colloid Polym Sci 277:217 Janeschitz-Kriegl H, Ratajski E, Wippel H (1999) Colloid Polym Sci 277:217
2.
Zurück zum Zitat Eder G, Janeschitz-Kriegl H, Liedauer S (1990) Prog Polym Sci 15:629 Eder G, Janeschitz-Kriegl H, Liedauer S (1990) Prog Polym Sci 15:629
3.
Zurück zum Zitat Liedauer S, Eder G, Janeschitz-Kriegl H, Jerschow P, Geymayer W, Ingolic E (1993) Int Polym Process 8:236 Liedauer S, Eder G, Janeschitz-Kriegl H, Jerschow P, Geymayer W, Ingolic E (1993) Int Polym Process 8:236
4.
Zurück zum Zitat Eder G, Janeschitz-Kriegl H (1997) Mater Sci Technol 18:269 Eder G, Janeschitz-Kriegl H (1997) Mater Sci Technol 18:269
5.
Zurück zum Zitat Janeschitz-Kriegl H, Ratajski E, Stadlbauer M (2003) Rheol Acta 42:355 Janeschitz-Kriegl H, Ratajski E, Stadlbauer M (2003) Rheol Acta 42:355
6.
Zurück zum Zitat Ratajski E, Janeschitz-Kriegl H (1996) Colloid Polym Sci 274:938 Ratajski E, Janeschitz-Kriegl H (1996) Colloid Polym Sci 274:938
7.
Zurück zum Zitat Stadlbauer M, Eder G, Janeschitz-Kriegl H (2001) Polymer 42:3809 Stadlbauer M, Eder G, Janeschitz-Kriegl H (2001) Polymer 42:3809
8.
Zurück zum Zitat Janeschitz-Kriegl H (1997) Colloid Polym Sci 275:1121 Janeschitz-Kriegl H (1997) Colloid Polym Sci 275:1121
9.
Zurück zum Zitat Larson M A, Garside J (1986) J Cryst Growth 76:88 Larson M A, Garside J (1986) J Cryst Growth 76:88
10.
Zurück zum Zitat Olmsted PD, Poon WCK, McLeish TCB, Terrill NJ, Ryan AJ (1998) Phys Rev Lett 81:373 Olmsted PD, Poon WCK, McLeish TCB, Terrill NJ, Ryan AJ (1998) Phys Rev Lett 81:373
11.
Zurück zum Zitat Terrill NJ, Fairclough PA, Town-Andrews E, Komanschek BU, Young RJ, Ryan AJ (1998) Polymer 39:2381 Terrill NJ, Fairclough PA, Town-Andrews E, Komanschek BU, Young RJ, Ryan AJ (1998) Polymer 39:2381
12.
Zurück zum Zitat Long Y, Shanks RA, Stachurski ZH (1995) Prog Polym Sci 20:651 Long Y, Shanks RA, Stachurski ZH (1995) Prog Polym Sci 20:651
13.
Zurück zum Zitat Gandican A, Magill JH (1972) Polymer 13:595 Gandican A, Magill JH (1972) Polymer 13:595
14.
15.
Zurück zum Zitat Van Krevelen DW (1990) Properties of polymers 3rd edn. Elsevier, Amsterdam, pp 112, 120, 592, 597 Van Krevelen DW (1990) Properties of polymers 3rd edn. Elsevier, Amsterdam, pp 112, 120, 592, 597
16.
Zurück zum Zitat Avrami M (1940) J Chem Phys 8:212–24 Avrami M (1940) J Chem Phys 8:212–24
17.
Zurück zum Zitat Pogodina NV, Lavrenko V P, Srinivas S, Winter HH (2001) Polymer 42:9031 Pogodina NV, Lavrenko V P, Srinivas S, Winter HH (2001) Polymer 42:9031
18.
Zurück zum Zitat Marand H, Xu J, Srinivas S (1998) Macromolecules 31:8219 Marand H, Xu J, Srinivas S (1998) Macromolecules 31:8219
19.
20.
Zurück zum Zitat Strobl G (1996) The physics of polymers. Springer Berlin Heidelberg New York, p 166 Strobl G (1996) The physics of polymers. Springer Berlin Heidelberg New York, p 166
21.
22.
Zurück zum Zitat Hoffman JD, Davis GT, Lauritzen JI (1976) In: Hannay NB (ed) Treatise on solid state chemistry. Plenum, New York, p 3:497 Hoffman JD, Davis GT, Lauritzen JI (1976) In: Hannay NB (ed) Treatise on solid state chemistry. Plenum, New York, p 3:497
23.
Zurück zum Zitat Smoluchowski M (1908) Ann Phys 25:205 Smoluchowski M (1908) Ann Phys 25:205
24.
Zurück zum Zitat Tribout C, Monasse B, Haudin J (1996) Colloid Polym Sci 274:197 Tribout C, Monasse B, Haudin J (1996) Colloid Polym Sci 274:197
25.
Zurück zum Zitat Liedauer S, Eder G, Janeschitz-Kriegl H (1995) Int Polym Process 10:243 Liedauer S, Eder G, Janeschitz-Kriegl H (1995) Int Polym Process 10:243
26.
Zurück zum Zitat Jerschow P, Janeschitz-Kriegl H (1996) Rheol Acta 35:127 Jerschow P, Janeschitz-Kriegl H (1996) Rheol Acta 35:127
27.
Zurück zum Zitat Jerschow P, Janeschitz-Kriegl H (1997) Int Polym Process 12:72 Jerschow P, Janeschitz-Kriegl H (1997) Int Polym Process 12:72
28.
Zurück zum Zitat Kumaraswamy G, Verma R K, Kornfield JA (1999 )Rev Sci Instrum 70:2097 Kumaraswamy G, Verma R K, Kornfield JA (1999 )Rev Sci Instrum 70:2097
29.
Zurück zum Zitat Keller A, Kolnaar HWH (1997) Mater Sci Technol 18:189 Keller A, Kolnaar HWH (1997) Mater Sci Technol 18:189
30.
31.
Zurück zum Zitat Janeschitz-Kriegl H (1983) Polymer melt rheology and flow birefringence. Springer, Berlin Heidelberg New York, pp 143, 263 Janeschitz-Kriegl H (1983) Polymer melt rheology and flow birefringence. Springer, Berlin Heidelberg New York, pp 143, 263
32.
Zurück zum Zitat Eder G, Janeschitz-Kriegl H, Krobath G (1989) Prog Colloid Polym Sci 80:1 Eder G, Janeschitz-Kriegl H, Krobath G (1989) Prog Colloid Polym Sci 80:1
33.
Zurück zum Zitat Monasse B, Haudin JM (1986) Colloid Polym Sci 264:117 Monasse B, Haudin JM (1986) Colloid Polym Sci 264:117
34.
Zurück zum Zitat Alfonso GG (1999) Polym Mater Sci Eng 81:330–31 Alfonso GG (1999) Polym Mater Sci Eng 81:330–31
35.
Zurück zum Zitat Braun J, Wippel H, Eder G, Janeschitz-Kriegl H (2003) Polym Eng Sci 43:188 Braun J, Wippel H, Eder G, Janeschitz-Kriegl H (2003) Polym Eng Sci 43:188
36.
Zurück zum Zitat (a) Boon J, Challa G, Van Krevelen DW (1968) J Polym Sci A 2 6:1791; (b) Boon J, Challa G, Van Krevelen DW (1968) J Polym Sci A 2 6:1835CrossRef (a) Boon J, Challa G, Van Krevelen DW (1968) J Polym Sci A 2 6:1791; (b) Boon J, Challa G, Van Krevelen DW (1968) J Polym Sci A 2 6:1835CrossRef
37.
38.
Zurück zum Zitat Alfonso GC, Ziabicki A (1995) Colloid Polym Sci 273:317–23 Alfonso GC, Ziabicki A (1995) Colloid Polym Sci 273:317–23
39.
Zurück zum Zitat Gahleitner M, Wolfschwenger J, Bachner C, Bernreitner K, Neißl W (1996) J Appl Polym Sci 61:649 Gahleitner M, Wolfschwenger J, Bachner C, Bernreitner K, Neißl W (1996) J Appl Polym Sci 61:649
40.
Zurück zum Zitat Gahleitner M, Bachner C, Ratajski E, Rohaczek G, Neissl W (1999) J Appl Polym Sci 73:2507 Gahleitner M, Bachner C, Ratajski E, Rohaczek G, Neissl W (1999) J Appl Polym Sci 73:2507
41.
Zurück zum Zitat Kumaraswamy G, Issian A M, Kornfield JA (1999) Macromolecules 32:7537CrossRef Kumaraswamy G, Issian A M, Kornfield JA (1999) Macromolecules 32:7537CrossRef
42.
Zurück zum Zitat Kumaraswamy G, Verma R K, Issian A M, Wang P, Kornfield J A, Yeh F, Hsiao B S, Olley R H Polymer (2001) 41:8931 Kumaraswamy G, Verma R K, Issian A M, Wang P, Kornfield J A, Yeh F, Hsiao B S, Olley R H Polymer (2001) 41:8931
43.
Zurück zum Zitat Wunderlich B (1990) Thermal analysis. Academic, Boston, pp 32, 95 Wunderlich B (1990) Thermal analysis. Academic, Boston, pp 32, 95
44.
Zurück zum Zitat Piccarolo S, Saiu M, Brucato V, Titomanlio G (1992) J Appl Polym Sci 46:625CrossRef Piccarolo S, Saiu M, Brucato V, Titomanlio G (1992) J Appl Polym Sci 46:625CrossRef
45.
Zurück zum Zitat Treloar LRG (1975) The physics of rubber elasticity, 3rd edn. Clarendon, Oxford, p 270 Treloar LRG (1975) The physics of rubber elasticity, 3rd edn. Clarendon, Oxford, p 270
46.
Zurück zum Zitat Treloar LRG (1975) The physics of rubber elasticity, 3rd edn. Clarendon, Oxford, p 204 Treloar LRG (1975) The physics of rubber elasticity, 3rd edn. Clarendon, Oxford, p 204
47.
Zurück zum Zitat Tsvetkov VN (1962) J Polym Sci 57:727 Tsvetkov VN (1962) J Polym Sci 57:727
48.
Zurück zum Zitat Pechhold WR, Gross T, Grossmann HP (1973) Kolloid Z 251:818 Pechhold WR, Gross T, Grossmann HP (1973) Kolloid Z 251:818
49.
Zurück zum Zitat Wunderlich B (1972) Pure Appl Chem 31:49 Wunderlich B (1972) Pure Appl Chem 31:49
Metadaten
Titel
How to understand nucleation in crystallizing polymer melts under real processing conditions
verfasst von
H. Janeschitz-Kriegl
Publikationsdatum
01.11.2003
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Colloid and Polymer Science / Ausgabe 12/2003
Print ISSN: 0303-402X
Elektronische ISSN: 1435-1536
DOI
https://doi.org/10.1007/s00396-002-0747-3

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