Zeitabhängiges Bruchverhalten polymerer Werkstoffe

Polymere sind typische nichlinear-viskoelastische Werkstoffe mit einem ausgeprägt zeit- und temperaturabhängigen Bruchverhalten, wobei unterschiedliche Phasen der Rissausbreitungskinetik beobachtet werden. Aus diesem Grund muss eine adäquate Beschreibung des gesamten Bruchprozesses von Polymeren die Anwendung unterschiedlicher Konzepte der Fließ- und Post-Yield-Bruchmechanik umfassen. Eines der populärsten ist das Risswiderstands (R)-Kurven-Konzept, wobei die gemessenen R-Kurven durch unterschiedliche Prozeduren analysiert werden können, von denen einige speziell für Kunststoffe entwickelt wurden. Jedoch sind diese Prozeduren nicht ausreichend werkstoffphysikalisch fundiert und erlauben keine gleichermaßen gute Berücksichtigung sowohl des energie- als auch des verformungsdeterminierten Zähigkeitsverhaltens. Das Projekt soll daher einen Beitrag zur Aufklärung der Rissausbreitungskinetik liefern, wobei im Vergleich zu statischen, zyklischen oder hochdynamischen Versuchsbedingungen das Risszähigkeitsverhalten hinsichtlich des Widerstandes gegenüber der zeitlichen Änderung bruchmechanischer Kenngrößen bisher nur selten untersucht wurde. Die bruchmechanischen Werkstoffkenngrößen unter Berücksichtigung der Beanspruchungszeit werden als ein Maß für die Geschwindigkeitsempfindlichkeit des stabilen Bruchprozesses Einblick in Mikromechanik und Aktivierungsmechanismen des Rissausbreitungsprozesses geben unabhängig von Untersuchungen des Mikrodeformationsverhaltens mittels mikroskopischer Methoden. Neben einer methodischen Weiterentwicklung bestehender Messsysteme soll weiterhin untersucht werden, inwieweit der stabile Rissausbreitungsprozess thermodynamisch als ein kinetisches Phänomen beschrieben werden kann.