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Dielektrische Charakterisierung rußgefüllter Elastomere

Kastner, Andreas :
Dielektrische Charakterisierung rußgefüllter Elastomere.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2002)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Dielektrische Charakterisierung rußgefüllter Elastomere
Language: German
Abstract:

Im Rahmen der Arbeit wurden Messungen an rußgefüllten Elastomeren durchgeführt. Die untersuchten Probenserien unterschieden sich hinsichtlich Rußkonzentration, –typ und elastomerer Matrix. Ziel war es, aus diesen Messungen ein besseres Verständnis über das Verhalten der Leitfähigkeit und der dielektrischen Größen und so ein genaueres physikalische Bild der inneren Struktur rußgefüllter Elastomere zu erhalten. Insbesondere wurde dabei eine Beschreibung des komplexen Wechselstromverhaltens gesucht. Die Substanzen wurden mit Hilfe von Röntgenkleinwinkelstreuung und dielektrischer Spektroskopie untersucht. Die Ergebnisse der Röntgenkleinwinkelstreuung für die Rußstrukturen ließen sich gut anhand der Theorie für Streuung an fraktalen Oberflächen und Massenbelegungen analysieren. Die mit dieser Methode bestimmten Durchmesser der Aggregate stimmten mit den Literaturwerten überein. Die dielektrischen Messungen lieferten Ergebnisse, die deutlich zwischen Proben mit verschiedenem Rußgehalt bzw. –typ unterschieden. Ein Schwerpunkt war die Analyse sowohl der statischen als auch der frequenzabhängigen Leitfähigkeit und Permittivität in Abhängig-keit vom Rußgehalt p für p < pC und p > pC (pC: Konzentration des Perkolationsübergangs). Die gemessenen Daten für die Proben mit Konzentrationen p < pC konnten sehr gut mit der Perkolationstheorie interpretiert werden. Bei den Konzentration p > pC gab es dagegen we-sentliche Abweichungen, die mit einer Erweiterung des Perkolationsmodells erklärt werden konnten. Die erweiterte Perkolationstheorie berücksichtigt Unterstrukturen innerhalb des Netzwerkes, die sich aus Bereichen mit mehreren Wegmöglichkeiten im durchgehenden Netzwerk definieren. Durch diese Betrachtung konnte das physikalische Bild der dielektri-schen Eigenschaften von rußgefüllten Elastomeren vertieft und erweitert werden.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
In this thesis measurements on carbon-black filled elastomers were performed. The sample series studied differed in respect of concentration and type of the carbon-black and of the polymer-matrix. The intention of the measurements was a better understanding of the dielectric behaviour of the conductivity and the permittivity leading to a more detailed view on the physics of the internal structure of carbon-black filled elastomers. The particular aim was a better description of the complex conductivity. The samples were examined by SAXS and dielectric spectroscopy. The results of the SAXS-measurements could be analysed with the theory of scattering on fractal surfaces and masses. The determined diameters of the aggregates were in accordance with the values in the literature. The dielectric measurements differentiated between samples with different concentrations and types of carbon-black respectively. An emphasis was the analysis of the static and frequency-dependent conductivity and permittivity in dependence on the concentration of carbon-black p for p < pC and p > pC (pC: percolation threshold). The data of the samples with p < pC could be interpreted very well by the percolation theory. In the region p > pC there were significant deviations, which could be explained by an extension of the percolation model. This extension takes substructures within the percolation network into account, which are defined by regions with more then one conductivity path in the network. By this description the physical view of the dielectric properties of carbon-black filled elastomers could be deepened and extended.English
Divisions: Fachbereich Physik
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:21
Last Modified: 07 Dec 2012 11:48
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000240
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-2405
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Alig, Priv.-Doz. Ingo and Heber, Prof. Dr. Johann
Advisors: Alig, Priv.-Doz. Ingo
Refereed: 4 February 2002
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/240
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