Als Viskoelastizität bezeichnet man die zeit-, temperatur- und frequenzabhängige Elastizität von polymeren Schmelzen oder Festkörpern (Kunststoffen).
Die Viskoelastizität ist durch ein teilweise elastisches, teilweise viskoses Verhalten geprägt.
Während der spontanelastische Teil einer Verformung zeitunabhängig ist und sich nach Belastungsänderung direkt auswirkt, ist der viskoelastische Teil der Verformung zeitabhängig.
Wird ein Probekörper eines Werkstoffs belastet, nimmt die Dehnung des Werkstoffs zeitabhängig zu. Nach einer Entlastung stellt sich die Gesamt-Dehnung nach unendlich langer Zeit auf ihren plastischen Anteil zurück, das heißt der Elastische Anteil der Dehung (incl. viskoelastischen Anteil) geht nach unendlicher Zeit vollständig zurück.
Die Viskoelastizität beruht auf einer verzögerten Gleichgewichtseinstellung der Makromoleküle zueinander bei oder nach mechanischer Belastung.
Der Anteil der jeweiligen Dehnungskomponenten an der Gesamtdehnung wird bestimmt durch Sekundärbindungen (Dipolbindung, Wasserstoffbrücken-Bindung, Van der Waals-Bindung) und Molekülverhakungen. Die zeitabhängige Dehnungskomponente wird bestimmt durch Streck-, Entknäuelungs- und Entschlaufungsvorgänge.
Je nach Temperatur, Beanspruchungsdauer und -geschwindigkeit kommt es zu irreversiblen plastischen bzw. viskosen Molekülabgleitungen.
Viskoelastische Experimente
- Das Kriechen (Retardation): Messung der zeitlich veränderlichen Dehnung bei konstanter Spannung.
- Die Spannungsrelaxation: Messung der zeitlich veränderlichen Spannung bei / nach sprunghafter Dehnung.
Siehe auch: Spannungs-Dehnungs-Diagramm, Reißlänge, Dynamisch-mechanische Analyse