Prakt. Met. Sonderband 38 (2006) 19
sgewertet Die leicht bestimmbare optische Doppelbrechung und die Molekilanisotropie polymerer
Werkstoffe hängen danach linear zusammen und werden durch die makroskopische Ver-
h BEREK streckung der in der Schmelze verknault vorliegenden polymeren Makromolekiile hervor-
open und gerufen.
otropie in Im Gegensatz zu anorganischen Kristallen mit ihrer genau definierten Doppelbrechung
Teile, wo- kann dieser Wert bei Kunststoffen von Null bis zu einem Maximalwert entsprechend der
ss an be- durch die Verstreckung hervorgerufenen Anisotropie variieren.
erhalt und Die anwendungstechnischen Eigenschaften der Kunststoffe werden in hohem Grade von
éltnissen dieser Molekülanisotropie beeinflusst. Die - C - C - Hauptvalenzbindungskréfte in Ketten-
pieverlau- richtung betragen etwa das 50- bis 80-fache der Nebenvalenzbindungen der Ketten unter-
einander. In dem Maße, wie es gelingt, diese Anisotropie im Entstehen messtechnisch zu
rtung von erfassen, besteht die Möglichkeit der Qualitätsüberwachung sowie der unmittelbaren Er-
ekannten zeugniseigenschaftsbeeinflussung. Die entstandene Molekulanisotropie wirkt sich auf alle
Idungsart mechanischen und physikalischen Formteileigenschaften aus.
tur einge- Bei natiirlichen organischen hochmolekularen Materialien (biologische Materialien, Holz,
Objektiv- Leder usw.) liegen sehr ähnliche Verhältnisse vor. Die Anisotropie entsteht hier durch das
er Strah- gerichtete Wachstum der Moleküle und kann ebenfalls im Polarisationsmikroskop nach-
b das zu gewiesen werden. Die Hohe der Anisotropie von Naturstoffen liegt im allgemeinen weit un-
oder op- ter den entsprechenden Werten von Kunststoffen.
en liegen
hsenwin-
tropie er- 3. Die optische Indikatrix
ogramme
m Fall ei- Die optische Indikatrix spiegelt die Brechzahlverhältnisse in Materialien wider. Die Brech-
gentiber- zahlen des vorliegenden Materials werden in einem Gedankenexperiment in alle Raum-
Anlagen richtungen abgetragen und die Endpunkte dieser Brechzahlvektoren miteinander verbun-
den. Die entstehende Figur wird Indikatrix oder FLETSCHERS Brechzahlellipsoid genannt.
Bei isotropen Materialien entsteht demnach als Indikatrix eine Kugeloberfläche mit glei-
chen Brechzahlen in allen Raumrichtungen.
Anisotrope Materialien besitzen als Maximalwerte eine grof3e Brechzahl ny und eine kleine
Brechzahl n,. Zwischen diesen Maximalwerten ergeben sich weitere Brechzahlen in den
nt die un- unterschiedlichen Raumrichtungen. Als Indikatrix ergibt sich ein Ellipsoid mit zwei Haupt-
S energe- achsen, welche durch n, und nq charakterisiert werden. Dabei entspricht der Wert von n,
t die opti- und nq genau einer Halbachse der Indikatrix. Es entsteht eine optisch einachsige Indikatrix
en in der nach Bild 1, welche die zwei Hauptbrechzahlen n, und nq aufweist. Weiterhin gibt es in
1auptver- diesem Fall genau eine spezielle Durchstrahlungsrichtung, in denen keine Differenz von .
der Mak- ny - Na auftritt. Diese Richtung wird optische Achse genannt und stellt die Richtung der ,op-
kenweise tischen Isotropie“ dar. Fällt also diese optische Achse mit der Durchstrahlungsrichtung der
iten nun Probe im Mikroskop zusammen, so ist trotz optischer Anisotropie im Mikroskop keine
ıltierende Doppelbrechung erkennbar. Ein leichtes Kippen der Probe auf dem Mikroskoptisch aus
nde Glei- dieser Stellung heraus zeigt dann die erwartete optische Anisotropie in Form der Hell- und
Dunkelstellung beim Drehen der Probe.
Neben diesen optisch einachsigen Indikatrizen gibt es Indikatrizen mit den drei Hauptbrech-
(1) zahlen ny, ng und nq. Dies sind geometrisch gesehen dreiachsige Ellipsoide wie in Bild 1.
Entsprechend zu den einachsigen Indikatrizen gibt es bei diesen optischen Verhältnissen
genau zwei Richtungen, in denen keine Doppelbrechung auftritt. Diese beiden optischen
Achsen schließen einen Winkel 2V ein, welcher im Mikroskop leicht gemessen werden kann
und eine weitere wichtige optische Größe zur Materialcharakterisierung darstellt. Wie Bild 1
olekdls zeigt, ergeben sich bei optisch einachsigen Strukturen Rotationsellipsoide mit zwei geometri-
Dleküls schen und einer optischen Achse während bei optisch zweiachsigen Strukturen Ellipsoide mit
