Nanostrukturelle Inhomogenität in Polymernetzwerken

Polymere Netzwerke bestehen aus Kettenmolekülen, die miteinander chemisch oder physikalisch verknüpft sind. Dabei ist jeder Vernetzungspunkt ein Hindernis zur Deformation dieser Netzwerke: Je höher die Vernetzungsdichte, desto schwerer ist es, das Netzwerk zu deformieren. Dies wurde bereits vor etwa 70 Jahren im Rahmen der statistischen Theorie der Gummielastizität quantitativ modelliert.¹ Dieses Modell betrachtet jede Netzkette als eine elastische Feder mit einer bestimmten Gleichgewichtslänge, welche wiederum auch die Maschenweite des Netzwerks bestimmt.

Die Vernetzungsdichte eines Polymernetzwerks bestimmt auch seine Fähigkeit, im Lösungsmittel aufzuquellen, sowie außerdem seine Fähigkeit, von externem osmotischen Druck komprimiert zu werden. Außerdem kontrolliert die Vernetzungsdichte den Transport von Stoffen durch das Netzwerk. Generell diffundieren Substanzen gut durch ein gequollenes Netzwerk, wenn sie kleiner sind als die Maschen. Im Gegensatz dazu ist die Diffusion von Stoffen gehindert, wenn sie größer als die Netzwerkmaschen sind. In diesem Fall kann Diffusion durch das Netzwerk überhaupt nur dann stattfinden, wenn die diffundierenden Spezies flexi

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