Zum Mechanismus des Abbaus von Polymeren in Lösung durch Ultraschall

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Abstract
Die Abbaureaktion von Dextran durch Ultraschall wurde im Molekulargewichtsbereich von 30 000 bis 90 000 in verschiedenen Lösungsmitteln untersucht. Die Abbauprodukte wurden durch ihre Molekulargewichtsverteilungen, die mit Hilfe von Chromatographie an porösem Glas bestimmt wurden, charakterisiert. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen konnte abgeleitet werden, daß die Abbaureaktion nach erster Ordnung verläuft, die Abbaukonstante proportional dem Molekulargewicht ist, und die Moleküle bevorzugt in zwei nahezu gleichgroße Bruchstücke zerfallen. Die Art des Lösungsmittels hat dabei einen erheblichen Einfluß auf die Abbaukonstanten; es wurde gefunden, daß diese der molaren Verdampfungsenthalpie des Lösungsmittels direkt proportional sind. Der Einfluß der Konformation des Polymeren auf die Abbaukonstanten wurde studiert, wobei sich ergab, daß mit einer Aufweitung der Polymerknäuel die Abbaukonstanten größer wurden.Die Ergebnisse bestätigen die allgemeine Auffassung, daß die Kavitäten, die bei der Ultrabeschallung entstehen, für die Abbaureaktion verantwortlich sind. Eine eindeutige Entscheidung, ob die inhomogenen Strömungsfelder oder die Stoßwellen, die bei der Implosion der Kavitäten entstehen, für den Molekülbruch letztlich maßgebend sind, kann mit den bisher vorliegenden Ergebnissen nicht getroffen werden. Der Befund, daß aufgeweitete Knäuel leichter abgebaut werden, spricht für den Stoßwellenmechanismus. Andererseits wird ein Modell für die Abbaureaktion angegeben, in dem beide Effekte insoweit zusammenwirken, daß die inhomogenen Strömungsfelder das Polymerknäuel zunächst strecken und die nachfolgende Stoßwelle den Molekülbruch bewirkt.