高分子レオロジーの基礎と粘弾性測定解析

第1部 粘弾性理論の基礎と高分子におけるレオロジー挙動の基本的特徴

(2013年5月22日 10:30〜14:15) ※途中40分間昼食時間

千葉大学大学院 工学研究科 教授 工学博士 大坪 泰文 氏

　典型的な粘弾性物質は高分子です。レオロジーでは様々な物質を対象としますが、学問としては高分子の分子運動と粘弾性との関係解明を基盤として発展してきました。また、技術としても高分子工業において多くの成果を上げてきました。 　しかし、しばしばレオロジーを実際の工業に役立てるのは難しいという声を聞きます。確かに分散系や複合材料など不均質系においては難しい点もあります。このセミナーでは、工業的応用という立場に立って高分子に焦点を絞り、レオロジーから何がわかり、どう測定して、どう応用したらよいかについて、数式を使わず基礎から応用までやさしく講義します。 　レオロジー現象論とメカニズムを関連づけて解釈するための基本、さらに高分子に限らず複雑な工業材料にレオロジーを技術として応用するためのコツについて概説します。

1. 粘性の基礎
   1. 力学の基礎 　a. ひずみ 　b. ひずみ速度 　c. 応力
   2. 粘度と非ニュ-トン流動 　a. 粘度の定義と粘度測定原理 　b. 流動パターンと非ニュートン流動
2. 粘弾性の基礎
   1. 粘弾性の現象論 　a. マックスウェルモデルと応力緩和 　b. フォークトモデルと遅延弾性 　c. 4要素モデル
   2. 動的粘弾性の定義 　a. 振動ひずみと振動応力 　b. 貯蔵弾性率と損失弾性率 　c. 動的粘弾性関数の周波数依存性
3. 高分子の粘弾性
   1. 高分子溶液の粘度挙動 　a. 高分子溶液の非ニュートン流動 　b. 高分子の分子量と粘度挙動との関係
   2. 時間―温度換算則 　a. 高分子の分子運動とガラス転移 　b. 高分子の分子量と時間―温度換算則との関係
   3. 高分子の構造と粘弾性 　a. 高分子の高次構造と粘弾性との関係 　b. 重合硬化過程のレオロジー
   4. ケーススタディ～レオロジー特許の解釈～

• 質疑応答・名刺交換等

第2部 高分子材料の粘弾性測定解析

(2013年5月22日 14:30〜16:00)

ティー・エイ・インスツルメントジャパン (株) アプリケーション課 相川 徹 氏

　粘弾性測定装置は高分子 (プラスチック) 材料が工業材料として用いられると共に幅広く測定されるようになってきました。 　また最近では工業材料に限らず、食品及び医薬品、生体関連材料に至るまで多岐にわたる材料分野で盛んに粘弾性測定装置が使われてきています。 　本稿では変形様式に合わせて、まず固体材料から液体材料に関してその測定方法及び測定例を紹介致します。次に熱可塑性高分子、熱硬化性高分子、複合材料などの粘弾性測定の事例について解説致します。 　特に熱可塑性高分子に関して測定結果と材料の分子量及び分子量分布、分岐の有無などと関連させた測定事例に関して解説致します。 　最後に最新の測定装置を使って、大変形 (非線形) のレオロジーの測定解析に関して紹介致します。現在までに微小変形 (線形領域) での動的粘弾性測定はほぼ確立されつつありますが、今後は実際の成形加工の状態を考えると、大変形 (非線形) での動的粘弾性測定が幅広く実施されていくと思われます。

1. 粘弾性測定における変形様式
2. 粘弾性測定における制御方式
   1. 測定原理の違いよる制御方法の違い
3. 粘弾性測定の基礎
   1. 測定方法
   2. 使用されるジェオメトリ (測定治具)
4. 固体高分子材料の測定
   1. 変形様式の違いによる測定事例
5. 液体状態高分子材料の測定
   1. 熱可塑性高分子材料
   2. 熱硬化性材料
6. 大変形 (非線形) の動的粘弾性測定

• 質疑応答・名刺交換等