| 研究概要 |
本研究は,液晶高分子の成形における流動解析シミュレーションの第一歩として,液晶性流体の構成式の検討とそれによる基礎的な流れの解析を行った.さらに,ヒドロキシプロピールセルロース(HPC)水溶液による実験を行った.得られた成果を以下に示す.
1.Leslie-Ericksenモデルを用いた助走流れおよび円筒形突起を持つ平行平板間流れの数値計算により,配向角の発達はエリクセン数に大きく依存することがわかった.また,エリクセン数が大きくなると,分子配向は流れに大きく影響を受け,壁面配向が垂直配向や斜め配向のときには特に顕著であった.さらに流速分布は分子配向の変化が大きくなると影響を受ける.高粘性近似モデルによる助走流れの数値計算では,流路入り口の中心付近で配向角が小さくなり,パラメータλが1に近くなるとこの変化がより下流にまで及ぶことが明きらかとなった.偏光顕微鏡を用いて,HPC水溶液の流動中における分子配向に対する知見を得た.
2.液晶高分子のスクイーズ流れにおけるスクイーズ荷重は,せん断粘度特性だけでは解明できないことがHPC水溶液の実験から明きらかとなった.Doiモデルによる数値計算により分子配向の時間的変化の様子を把握することができた.また,潤滑近似の適用により液晶高分子のスクイーズ流れをよりよく解明できる可能性を見いだした.
本研究では,液晶高分子のポリドメイン構造やタンブリングの問題については,考慮していない.今後はこれらの問題とも関連して,Doiモデルの適用性を検討することが必要である.
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