Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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DY: Dynamik und Statistische Physik
DY 14: Gläser I
DY 14.7: Vortrag
Montag, 22. März 1999, 16:00–16:15, R4
2H-NMR-Untersuchungen zum Johari-Goldstein-β-Prozeß in
Glasbildnern — •M. Vogel und E. Rössler — Physikalisches Institut, Universität Bayreuth, 95440 Bayreuth
Der Johari-Goldstein-β-Prozeß in molekularen Glasbildnern wurde in den letzten Jahren mit Hilfe der dielektrischen Spektroskopie und der Neutronenstreuung untersucht. Dabei konnten einige universelle Eigenschaften dieser Sekundär-Relaxation festgestellt werden, jedoch blieben Fragen zum Bewegungsmodell offen. Ein Studium des β-Prozesses unter Verwendung der NMR kann, aufgrund der Sensitivität dieser Methode auf die Geometrie der molekularen Reorientierung, wichtige Beiträge zur Klärung des Bewegungsmodells liefern. Bisher fehlen aber Untersuchungen, bei denen verschiedene NMR-Experimente an starren Molekülen und Polymeren ohne Seitenketten kombiniert zum Einsatz kamen.
Hier sollen Ergebnisse von ein- und zweidimensionalen 2H-NMR-Expe-rimenten sowie von Relaxationsmessungen an den Glasbildnern Toluol, Polybutadien (PB) und Polystyrol (PS) vorgestellt werden. Im Gegensatz zur Situation in PS, konnten in Toluol und PB, die einen ausgeprägteren β-Prozeß aufweisen, auch unterhalb des Glaspunktes Tg Änderungen der NMR-Linienform und der Orientierungskorrelationsfunktionen nachgewiesen werden. Diese Effekte erlauben es, den β-Prozeß als eine Kleinwinkel-Bewegung an der alle Moleküle teilnehmen zu identifizieren. Eine Analyse der 2D-NMR-Spektren beweist, daß die Amplitude dieser Kleinwinkel-Bewegung bei Tg zunimmt. Unter Zuhilfenahme von ”random-walk” Computersimulationen werden verschiedene Bewegungsmodelle diskutiert und gezeigt, daß die breite Verteilung von Korrelationszeiten des β-Prozesses zum Großteil durch eine Verteilung von Sprungwinkeln für den Elementarprozeß hervorgerufen wird.