NMR-measurements on polyethyleneoxide samples rotating around the magic axis

Summary

The decay of the transversal magnetization of molten polyethylene oxide is measured not only under usual conditions but also while the sample is rotating around the magic axis. For molecular weights below about 6,000, the decay of the samples not rotating is exponential and the same as that obtained for the rotating samples. For molecular weights above that value, for the samples not rotating, a non exponential decay is obtained which goes over in a decay which is almost exponential if the sample rotates with 2 kHz. The results are explained by the assumption that, for molecular weights above 6,000, chain entanglements 'occur due to which the molecular motion becomes anisotropic. This assumption is in agreement with viscosity measurements.

Similar results are obtained for polyethylene oxide solved in chloroform. Above a critical concentration, which decreases with increasing molecular weight, probably due to entanglements, the motion of the molecules becomes anisotropic. From the revolution frequency which is necessary to ommit the influence of anisotropic motion, conclusions concerning the lifetime of an entanglement are drawn.

Zusammenfassung

Es werden Messungen des Abfalls der transversalen Magnetisierung von geschmolzenem Polyethylenoxid sowohl unter gewöhnlichen Bedingungen als auch bei Rotation der Probe um die magische Achse durchgeführt. Bei Molekulargewichten unterhalb von etwa 6.000 findet man bei den nicht-rotierenden Proben einen exponentiellen Abfall, der auch bei einer Rotation der Probe unverändert bleibt. Bei höherliegenden Molekulargewichten erhält man dagegen für die nicht-rotierenden Proben einen nichtexponentiellen Abfall, der bei einer Rotation mit zwei kHz in einen exponentiellen Abfall übergeht. Die Ergebnisse werden mit Hilfe der Annahme erklärt, daß bei Molekulargewichten über 6.000 Kettenverschlaufungen auftreten, die zu einer anisotropen Bewegung der Moleküle führen. Diese Annahme wird durch Viskositätsmessungen erhärtet.

Ähnliche Ergebnisse werden auch für in Chloroform gelöstem Polyethylenoxid erhalten. Oberhalb einer kritischen Konzentration, die um so geringer ist, je höher das Molekulargewicht wird, wird die Bewegung der Moleküle vermutlich als Folge von Kettenverschlaufungen anisotrop. Aus der Rotationsfrequenz, die erforderlich ist, um den Einfluß der anisotropen Bewegung zu beseitigen, werden Rückschlüsse auf die Lebensdauer der Kettenverschlaufungen gezogen.