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Smektische Elastomere mit perfluorierten Mesogenen ; Smectic elastomers with perfluorinated mesogens
In Anlehnung an bekannte nematische Systeme von Severing et al. wurde ein synthetischer Zugang zu Mesogenen mit perfluorierten Flügelgruppen gefunden, die erfolgreich zu Polymeren und Elastomeren als permanente Monodomänen umgesetzt werden konnten. Die Mesogene, linearen Polymere und Netzwerke bilden smektisch-A Phasen aus. Die thermoelastische Untersuchung ergab, dass die Elastomere eine prolate Netzkettenkonformation aufweisen. Der thermoelastische Effekt nimmt mit zunehmender Vernetzerkonzentration ab. Zur Netzwerksynthese wurden zwei verschiedene bifunktionelle Vernetzer verwendet, die zu Elastomeren mit weitgehend gleichen Eigenschaften führen. Die Analyse der Elastomere unter Deformation zeigt eine stark anisotrope Antwort des Netzwerkes in der flüssigkristallinen Phase. Eine uniaxiale Dehnung senkrecht zum Direktor führt zu einem Fließen in den Schichten (in-plane fluidity) mit niedrigem elastischen Modul. Dagegen bewirkt eine uniaxiale Dehnung parallel zum Direktor zunächst einen hohen Modul als starker Anstieg der Spannung. Die Analyse mit hochauflösender Synchrotronbeugung am HASYLAB in Kooperation mit W. De Jeu ergab eine affine Antwort der hochkorrelierten smektischen Schichtstruktur auf die makroskopische Deformation. Bis zu einer kritischen Dehnung von 5 % kann der Schichtabstand der makroskopischen Deformation folgen. Der makroskopische Modul E wird im Anfangsbereich überwiegend durch den smektischen Schichtmodul B bestimmt. Nach der kritischen Dehnung sinkt der Modul ab, die Schichtstruktur bleibt jedoch erhalten. In dieser Untersuchung wurde daher ein einfaches Modell entwickelt, das die Neubildung von smektischen Schichten durch die in der Probe vorhandenen Defekte erklärt. Die Phasenbiaxialität wurde analog zum nematischen System von Severing et al. mit Festkörper-NMR-Spektroskopie in Kooperation mit A. Hoffmann und R. Storz untersucht. Der zweite Direktor ließ sich im Magnetfeld orientieren: die Probe wurde dadurch makroskopisch biaxial, die Phasenstruktur entspricht damit der smektisch-CM Phase. Der Biaxialitätsparameter ist doppelt so groß wie im nematischen System von Severing et al. ; A synthetic pathway to mesogens bearing perfluorinated groups was found. They show similarities to known nematic systems by Severing et al. and were transferred into polymers and elastomers with permanent monodomain orientation. The mesogens themselves, the linear polymers and the networks exhibit smectic-A phases. Thermoelastic investigations revealed a prolate chain conformation. The thermoelastic effect decreases with increasing crosslinker concentration. To synthesize the networks, two different bifunctional crosslinkers were used, which lead to elastomers with overall similar properties. The detailed analysis of the elastomers under deformation reveals a strongly anisotropic answer of the network within the liquid crystalline phase. A uniaxial elongation perpendicular to the director leads to an in-plane fluidity within the layers at a low modulus. In contrast, a uniaxial elongation parallel to the director causes a high elastic modulus. Detailed analysis with high resolution synchrotron scattering at the HASYLAB in cooperation with W. De Jeu proves an affine answer of the highly correlated layers upon macroscopic deformation. Up to a critical strain of 5 %, the layer spacing follows the macroscopic deformations. The macroscopic modulus E is mainly composed of the smectic layer compression modulus B. After a critical threshold value, the modulus decreases, but the layered structure remains unaffected. Therefore, a simple model is presented which explains the evolution of new layers by defects present in the sample. The phase biaxiality was investigated in analogy to the nematic systems by Severing et al. using solid-state NMR in a cooperation with A. Hoffmann and R. Storz. The second director could be oriented in the magnetic field: the sample became macroscopically biaxial, e. g. the phase structure corresponds to the smectic CM Phase. The biaxiality parameter in this system is twice as large as in the nematic systems by Severing et al.
Smektische Elastomere mit perfluorierten Mesogenen ; Smectic elastomers with perfluorinated mesogens
In Anlehnung an bekannte nematische Systeme von Severing et al. wurde ein synthetischer Zugang zu Mesogenen mit perfluorierten Flügelgruppen gefunden, die erfolgreich zu Polymeren und Elastomeren als permanente Monodomänen umgesetzt werden konnten. Die Mesogene, linearen Polymere und Netzwerke bilden smektisch-A Phasen aus. Die thermoelastische Untersuchung ergab, dass die Elastomere eine prolate Netzkettenkonformation aufweisen. Der thermoelastische Effekt nimmt mit zunehmender Vernetzerkonzentration ab. Zur Netzwerksynthese wurden zwei verschiedene bifunktionelle Vernetzer verwendet, die zu Elastomeren mit weitgehend gleichen Eigenschaften führen. Die Analyse der Elastomere unter Deformation zeigt eine stark anisotrope Antwort des Netzwerkes in der flüssigkristallinen Phase. Eine uniaxiale Dehnung senkrecht zum Direktor führt zu einem Fließen in den Schichten (in-plane fluidity) mit niedrigem elastischen Modul. Dagegen bewirkt eine uniaxiale Dehnung parallel zum Direktor zunächst einen hohen Modul als starker Anstieg der Spannung. Die Analyse mit hochauflösender Synchrotronbeugung am HASYLAB in Kooperation mit W. De Jeu ergab eine affine Antwort der hochkorrelierten smektischen Schichtstruktur auf die makroskopische Deformation. Bis zu einer kritischen Dehnung von 5 % kann der Schichtabstand der makroskopischen Deformation folgen. Der makroskopische Modul E wird im Anfangsbereich überwiegend durch den smektischen Schichtmodul B bestimmt. Nach der kritischen Dehnung sinkt der Modul ab, die Schichtstruktur bleibt jedoch erhalten. In dieser Untersuchung wurde daher ein einfaches Modell entwickelt, das die Neubildung von smektischen Schichten durch die in der Probe vorhandenen Defekte erklärt. Die Phasenbiaxialität wurde analog zum nematischen System von Severing et al. mit Festkörper-NMR-Spektroskopie in Kooperation mit A. Hoffmann und R. Storz untersucht. Der zweite Direktor ließ sich im Magnetfeld orientieren: die Probe wurde dadurch makroskopisch biaxial, die Phasenstruktur entspricht damit der smektisch-CM Phase. Der Biaxialitätsparameter ist doppelt so groß wie im nematischen System von Severing et al. ; A synthetic pathway to mesogens bearing perfluorinated groups was found. They show similarities to known nematic systems by Severing et al. and were transferred into polymers and elastomers with permanent monodomain orientation. The mesogens themselves, the linear polymers and the networks exhibit smectic-A phases. Thermoelastic investigations revealed a prolate chain conformation. The thermoelastic effect decreases with increasing crosslinker concentration. To synthesize the networks, two different bifunctional crosslinkers were used, which lead to elastomers with overall similar properties. The detailed analysis of the elastomers under deformation reveals a strongly anisotropic answer of the network within the liquid crystalline phase. A uniaxial elongation perpendicular to the director leads to an in-plane fluidity within the layers at a low modulus. In contrast, a uniaxial elongation parallel to the director causes a high elastic modulus. Detailed analysis with high resolution synchrotron scattering at the HASYLAB in cooperation with W. De Jeu proves an affine answer of the highly correlated layers upon macroscopic deformation. Up to a critical strain of 5 %, the layer spacing follows the macroscopic deformations. The macroscopic modulus E is mainly composed of the smectic layer compression modulus B. After a critical threshold value, the modulus decreases, but the layered structure remains unaffected. Therefore, a simple model is presented which explains the evolution of new layers by defects present in the sample. The phase biaxiality was investigated in analogy to the nematic systems by Severing et al. using solid-state NMR in a cooperation with A. Hoffmann and R. Storz. The second director could be oriented in the magnetic field: the sample became macroscopically biaxial, e. g. the phase structure corresponds to the smectic CM Phase. The biaxiality parameter in this system is twice as large as in the nematic systems by Severing et al.
Smektische Elastomere mit perfluorierten Mesogenen ; Smectic elastomers with perfluorinated mesogens
Komp, Ansgar Michael (author)
2006-01-01
Theses
Electronic Resource
German
On a Minimum Problem in Smectic Elastomers
British Library Conference Proceedings | 2008
|UB Braunschweig | 1995
|Online Contents | 1995
TIBKAT | 1995
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