高分子レオロジーの基礎と粘弾性スペクトルの解釈

レオロジーは、もののかたさ、やわらさ、ねばっこさ等、感覚的な物性を定量的に扱う学問である。 　分析手法の一つとして、樹脂の流動性や機械的特性を評価するのに用いられることが多いが、物性を表す物理量が多く、それらが時間や刺激の周波数にも依存する一見複雑な体系になっているため、ややとっつきにくい面がある。 　しかし、慣れれば感覚的かつ直感的に理解ができることから、すぐに専門家になれる分野でもある。 　この講座では、レオロジー測定から求まる種々のパラメーターの意味を、それらの決定方法も含め、まとめて解説する。そして、レオロジーデータの見方やそこから想像できる様々なこと (例えば高分子の構造や分子運動) を、具体例を挙げながら説明する。

1. レオロジーとは
2. レオロジー測定の基礎
   1. 刺激と応答
      • ひずみ
      • ひずみ速度
      • 応力
   2. レオメーター
3. 粘弾性と塑性
   1. フック弾性
   2. ニュートン粘性
   3. ビンガム塑性
4. 粘弾性モデル
   1. マクスウェルモデルとフォークとモデル
   2. 粘弾性固体と粘弾性液体
   3. 応力緩和
   4. 粘度成長関数
   5. 複素弾性率
   6. 緩和モード分布と平均緩和時間
5. Boltzmannの重畳原理
   1. 線形応答の考え方
   2. 緩和弾性率と複素弾性率の関係
6. 高分子の線形粘弾性
   1. 粘弾性スペクトルの見方
   2. 時間温度換算則
   3. 粘弾性パラメーターの分子量依存性
   4. 粘弾性スペクトルの濃度依存性
7. 高分子の分子運動
   1. 分子理論
   2. 実験データと理論の比較
8. 非線形粘弾性
   1. 大変形応力緩和とダンピング関数
   2. シェアシニングとシックニング
   3. 伸長粘度における非線形
   4. 非線形粘弾性からわかること
9. まとめ
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