高分子材料の粘弾性・レオロジーの評価とその解釈

高分子材料のレオロジーおよびその測定方法に関する基礎的な解説や、そこで得られるパラメーターの解釈、効果的に高分子の加工や材料開発に応用する方法などについて解説する。数式はほとんど使わずに、初心者でもレオロジーのコンセプトがわかる内容とする。

1. レオロジーの基礎の基礎
   1. 弾性と粘性の本質
      • 粘弾性の基本法則を理解する
   2. 緩和時間
      • 応力緩和を定性的に理解する
   3. デボラ数
      • 成形加工で最も重要なパラメーター
      • 粘弾性が関与した現象は観測時間に依存！
2. 線形粘弾性の基礎
   1. ボルツマンの重ね合わせの原理
      • 線形粘弾性の定義を理解する
   2. 力学モデルと緩和弾性率
      • 緩和時間とその分布を求める
   3. 動的粘弾性
      • 数式を使わずに動的弾性率を理解する
   4. 緩和スペクトル
      • 線形粘弾性測定の目的を理解する
3. 線形粘弾性の評価方法とまとめ方
   1. 引張とせん断
      • 動的粘弾性の代表的な変形モード
   2. 線形性
      • 動的粘弾性を求めるための基本的な条件である「線形性」を理解する
   3. 周波数依存性と温度依存性
      • 動的粘弾性の代表的な評価方法
   4. 時間
      • 温度換算則
      • 合成曲線を理解する
   5. 熱レオロジー的単純性
      • 構造の温度依存性を評価する
   6. ゼロせん断粘度と定常状態コンプライアンス
      • 流動領域の基本特性を算出する
   7. ゴム状平衡弾性率とからみ合い点間分子量
      • ゴム状領域の基本特性の求め方
4. 一定ひずみ速度における粘弾性関数
   1. 牽引流と圧力流
      • せん断流動の与え方
   2. 定常流せん断粘度のせん断速度依存性
      • フローカーブの重要性
   3. 法線応力差の意味とその評価方法
      • 基本的な溶融弾性を理解する
   4. 毛管流動における粘度測定
      • 実際の成形加工に近いレオロジー評価法
   5. 伸長流動場のレオロジー特性
      • 伸長粘度の測定方法と加工性への影響
5. 加工特性とレオロジー
   1. せん断粘度と伸長粘度
      • 各成形方法での支配因子を理解する
   2. メルトフラクチャー
      • 発生機構とその対策
6. 粘弾性バランスの新しい制御方法と加工性の改質
   1. せん断履歴効果
      • スクリューセグメントでレオロジー特性を制御
   2. 臨界ゲル添加法
      • 伸長粘度のひずみ硬化性を高める方法
   3. フレキシブルナノファイバー添加法
      • 伸長粘度のひずみ硬化性を高める方法
• 質疑応答