非相溶混合流体における電気粘性効果発現機構の解明からデバイス応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555046
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 折原 宏 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (30177307)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 氏家 誠司 島根大学, 総合理工学部, 助教授 (40185004) ; 谷口 貴志 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (60293669) ; 土井 正男 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70087104) ; 井上 昭夫 旭化成(株), 電子応用研究所, 研究員 ; 古荘 純次 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70107134)
• Keywords: 電気粘性流体 / 非相溶 / 高分子 / ドロプレット / ネットワーク / レオロジー

Research Abstract

本研究の目的は,1)種々の非相溶混合系電気粘性流体を合成し,2)それらを物理的手法により評価し組織的に分類し,3)実験的,理論的(シミュレーションも含めて)に電気粘性効果発現機構(主に流動下および電場下における2種類以上の非相溶高分子混合流体のドメイン構造の変化と粘性変化の関係)を解明し,4)さらに,このような多様性を持つ非相溶混合系電気粘性流体を用いた電気粘性素子の試作,評価,開発を行うことである.
平成13年度においては,レオメータと共焦点レーザー蛍光顕微鏡を合体したシステムが完成し,これを用いて電場および流動下における混合流体の構造変化を観測した.側鎖型高分子には液晶基の数および重合度の異なる2種類のポリマーAとポリマーBを用いた.ポリマーAとDMSおよびポリマーBとDMSのブレンドはそれぞれタイプ1およびタイプ2と呼ばれる。タイプ1ブレンドにおいて電場とせん断を印加するとネットワーク構造が形成されることを我々は見出している。タイプ2ブレンドについてはせん断を加えると粘性の低いDMSが層構造をなし粘度が低下するが,電場を印加するとその層構造が壊れ粘度が増大することが知られている。
タイプ1ブレンドについてレーザ顕微鏡観察を行ったところ,3次元ネットワークが存在していることが明かとなった。また,ネットワークは電場とせん断がある条件を満たしたときに形成されることがわかった.さらに,タイプ1ブレンドについても同様な観測を行なったところ,DMSの層構造が形成されているのを3次元観察により確認し、さらに電場を印加すると層構造が壊れる様子も観察することに成功した。

Research Products

• [Publications] H. Orihara, A. Taki, M Doi, A. Inoue: "Electrorheological Properties of a Mixture of Two Immiscible Fluids Having the Same Viscosity"Journal of Rheology. 45. 1479-1487 (2001)
• [Publications] H. Orihara, T. Kawasaki, M. Doi, A. Inoue: "Immiscible Polymer Blend Electrorheological Fluids - Composition Dependence -"J. Appl. Polym. Sci.. (to be published). (2002)