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2025-03-09T06:53:34Z

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Eine '''Verschlaufung''' ({{EnS|entanglement}}) ist in der [[Polymerphysik]] eine überkreuzartige transiente oder permanente physikalische Verknüpfung zwischen zwei kettenförmigen [[Makromolekül]]en in einem [[Polymer|polymeren]] Material während eines experimentellen Beobachtungszeitraumes.<ref>{{Literatur |Autor=J. V. Alemán, A. V. Chadwick, J. He, M. Hess, K. Horie, R. G. Jones, P. Kratochvíl, I. Meisel, I. Mita, G. Moad, S. Penczek, R. F. T. Stepto |Titel=Definitions of terms relating to the structure and processing of sols, gels, networks, and inorganic-organic hybrid materials (IUPAC Recommendations 2007) |Sammelwerk=Pure and Applied Chemistry |Band=79 |Nummer=10 |Datum=2007-01-01 |ISSN=1365-3075 |DOI=10.1351/pac200779101801 |Seiten=1801–1829 |Online=https://www.degruyter.com/document/doi/10.1351/pac200779101801/html |Abruf=2025-03-08}}</ref> Die kettenförmigen Makromoleküle sind dabei [[Amorphes Material|amorph]], also nicht Teil eines [[Kristall]]s. Die Verschlaufungen bestehen aus ineinander verhakten [[Schlaufe]]n zweier amorpher kettenförmiger Makromoleküle. Verschlaufungen stellen topologische Restriktionen für die Bewegung kettenförmiger Makromoleküle dar und beeinflussen die [[Viskosität]] sowie die [[Rheologie]] von [[Polymerschmelze]]n und konzentrierten [[Polymerlösung]]en.<ref>{{Literatur |Autor=T. C. B. McLeish |Titel=Tube theory of entangled polymer dynamics |Sammelwerk=Advances in Physics |Band=51 |Nummer=6 |Datum=2002-09 |ISSN=0001-8732 |DOI=10.1080/00018730210153216 |Seiten=1379–1527 |Online=https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00018730210153216 |Abruf=2025-03-08}}</ref> Verschlaufungen halten Makromoleküle auch oberhalb des Glasübergangs physikalisch zusammen. Verschlaufungen sind deutlich schwächer als [[chemisch]]e [[Vernetzung (Chemie)|Vernetzungen]] und können durch [[Reptation (Chemie)|Reptationsbewegungen]] der involvierten Makromoleküle aufgelöst werden. Man spricht dabei von '''Entschlaufung'''. Verschlaufungen können sich jedoch durch die thermische Bewegung der Polymerketten auch wieder neu bilden; es handelt es sich um ein [[Chemisches Gleichgewicht|dynamisches Gleichgewicht]].

Verschlaufungen treten auf, wenn die mittlere [[molare Masse]] der Makromoleküle im betrachteten polymeren Material oberhalb eines kritischen Schwellenwertes <math>M_c</math> liegt, was sich unter anderem in einer Änderung der Abhängigkeit der Viskosität des polymeren Materials vom Molekulargewicht äußert (siehe [[Mark-Houwink-Gleichung]]).<ref>{{Literatur |Autor=Gert R. Strobl |Titel=The physics of polymers: concepts for understanding their structures and behavior |Auflage=3 |Verlag=Springer-Verlag |Ort=Berlin |Datum=2007 |ISBN=978-3-540-68411-4 |Kapitel=6.3.2 Glass–Rubber Transition and Melt Flow |Seiten=253}}</ref> Das statistische Mittel der [[Molmasse|molaren Masse]] zwischen zwei Verschlaufungen ist die '''Verschlaufungsmolmasse''' <math>M_e</math>:

:<math>M_e = \rho \cdot R \cdot T / G_n^0</math>

wobei
* <math>\rho</math> - [[Dichte]]
* R - [[Gaskonstante]]
* T - [[absolute Temperatur]]
* <math>G_n^0</math> - [[Schermodul|Plateaumodul]] der [[Steifigkeit]] des Materials im [[Gummielastizität|gummielastischen]] Plateau bei ungefüllten [[Thermoplast]]en.

Die Verschlaufungsmolmasse ist eine [[Materialkonstante]], die in guter Näherung unabhängig ist von der [[Verzweigungsstruktur]], der Molmasse und der [[Molmassenverteilung]], jedoch erhöht wird durch große Mengen an Verzweigungspunkten.

== Siehe auch ==
* [[Polymernetzwerk #Bestimmung der Vernetzungsdichte]]

== Literatur ==
* James E. Mark: ''Physical Properties of Polymers. Handbook''. 2. Aufl. Springer, New York 2007, ISBN 978-0-387-31235-4.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Makromolekülstruktur]]
[[Kategorie:Physik der weichen Materie]]
[[Kategorie:Rheologie]]

Verschlaufung - Versionsgeschichte

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