Bestimmung mechanischer Eigenschaften von Polymeren mittels Rasterkraftmikroskopie

Die Rasterkraftmikroskopie und speziell der Pulsed Force Mode ermöglicht durch die simultane Messung von Topographie, Adhäsion und Steifigkeit das Studium der mechanischen Eigenschaften von Polymeren. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Adhäsionsuntersuchungen an UV-belichtetem Polybutylenterephtalat durchgeführt. Mit zunehmender Belichtungszeit verstärkten sich die gemessenen Adhäsionskräfte, gleichzeitig bildeteten sich auf der Oberfläche kleine, pustelförmige Ablagerungen. Diese wiesen eine niedrige Adhäsion auf und bestehen vermutlich aus niedermolekularen, durch die UV-Strahlung erzeugten Abbauprodukten. An zwei weiteren Polymersystemen (Ethylen-Vinylacetat bzw. Polyacrylat mit Harzbeimischung) wurden Steifigkeitsmessungen durchgeführt. Zusätzlich zum Materialkontrast wurde dabei die Eindringtiefe der Spitze in die Probe bestimmt, woraus sich unter Zuhilfenahme eines Sneddon-Modells der Elastizitätsmodul der Probe berechnen läßt. Die so ermittelten Moduln wurden mit Werten aus Verstreckexperimenten bzw. DMTA-Messungen verglichen. Weiterhin wurde im Falle des EVA die Schichtdicke eines dünnen Polymerfilms auf einem Glassubstrat variiert. Hier zeigte sich, daß die Steifigkeitsmessungen erst dann vom darunterliegenden Substrat unbeeinflußt sind, wenn die Filmdicke mehr als dem zehnfachen der Eindringtiefe der Spitze in die Probe entspricht