Der β-Prozeß des Polystyrols und seine Abhängigkeit von der Vorgeschichte

Messungen der spezifischen Ausdehnungszahl von Polystyrol in Abhangigkeit von der Abkuhlgeschwindigkeit zeigen bei Temperaturen unterhalb der Glastemperatur (α-Relaxationsgebiet) eine schwach ausgepragte Stufe, die auf Platzwechselprozesse von Phenylgruppen zuruckgefuhrt wird (β-Relaxationsgebiet). Bemerkenswert ist, das sich das β-Relaxationsgebiet im Gegensatz zum α-Relaxationsgebiet zu um so tieferen Temperaturen verschiebt, je hoher die Abkuhlgeschwindigkeit ist. Auserdem beobachtet man eine Intensitatsabnahme des β-Relaxationsgebietes mit abnehmender Abkuhlgeschwindigkeit. Diese aus Volumenmessungen erhaltenen Ergebnisse werden mit Hilfe von Torsionsschwingungsmessungen bei der Frequenz von ca. 1 Hz an verschieden schnell abgekuhlten Proben bestatigt. Dabei ergibt sich weiterhin, das sich das β Relaxationsgebiet bei sehr langsamem Abkuhlen der Probe zu so hohen Temperaturen verschiebt, das es im α-Relaxationsgebiet untertaucht. Daraus folgt, das ein bleibendes β-Relaxationsgebiet beim Polystyrol nicht zu existieren scheint. Ahnliche Ergebnisse erhalt man, wenn man das β-Relaxationsgebiet von Polystyrol untersucht, das bei Temperaturen unterhalb der Einfriertemperatur (bei Raumtemperatur) gelagert wird. Man beobachtet dann eine zeitabhangige Verschiebung des β-Relaxationsgebietes zu hoheren Temperaturen, die durch die Volumennachwirkung der Probe wahrend der Lagerung verursacht wird. Fur die Mesergebnisse wird eine allgemeine und eine molekulare Deutung gegeben. In beiden Deutungen last sich die Abhangigkeit des β-Relaxationsgebietes von der Vorgeschichte auf die Zeit- und Wegabhangigkeit (und somit indirekt auf eine Volumenabhangigkeit) der inneren Ordnung eines Polymeren im Glaszustand zuruckfuhren. In diesem Zusammenhang wird auf die Bedeutung eines zeit- und wegabhangigen Nebenrelaxationsgebietes fur die physikalische Alterung von Hochpolymeren hingewiesen.