高分子・ゴム材料の構造非線形性:非線形プローブ・微分動的弾性率による評価と予測

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350359
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 五十野 善信 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30135321)
• 研究分担者: 河原 成元 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (00242248) ; 高橋 勉 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (20216732)
• キーワード: 高分子材料 / ゴム材料 / 構造非線形性 / 非線形プローブ / 動的弾性率 / 網目構造 / フィラー

研究概要

高分子材料やゴム材料は、成形加工工程も含め、大変形(非線形条件下)で用いられるのが普通である。これらの材料を支えているのはからみ合い網目、非相溶高次構造による網目、結晶相の拘束による網目、架橋網目、あるいはフィラー網目などの網目構造であり、実用力学物性を支配するのは網目構造変化である。したがって、適切なプローブを用いて、大変形下における網目構造変化を観測することが重要である。そこで、大変形に重畳した微小振動歪に対する応答より得られる微分動的弾性率をプローブに採用する。構造非線形性で重要なのは大変形下での緩和強度と緩和時間分布がどのように変化し、脱変形時にどのように回復するかである。本研究の目的は、精密なレオロジー測定装置を用い、幅広い温度範囲で、繰り返し大変形あるいは大振幅振動変形などのさまざまな変形様式での非線形粘弾性応答と幅広い周波数に渡る微分動的弾性率を観測し、実使用条件下における力学物性を実験室で評価・予測する方法を開発することにある。すでに、測定に用いるフィラー充填未加硫ならびに加硫試料の調製、ならびに新規に導入した動的粘弾性測定装置RDA-HTで、外部制御により大変形に微小摂動振動変形を重畳できるように改良・粗調整・粗検定を終えた。今後、測定装置の微調整・最終検定後、フィラー充填未加硫ならびに加硫ゴム試料や結晶性高分子、高分子量線状高分子などを用いて詳細な測定を行い、標題の研究を進める。

研究成果

• [文献書誌] Kawahara Seiichi, Isono Yoshinobu et al.: "Lower critical solution temperature phase behavior of natural rubber/polybutadiene blend"Polymer Journal. 34(1). 1-8 (2002)
• [文献書誌] Takano Atsushi, Isono Yoshinobu et al.: "Preparation and characterization of cyclic polystyrene with short poly(2-tert-butylbutadiene) sequences"J. Polymer Science, Polymer Phys. Ed.. 40(15). 1582-1589 (2002)
• [文献書誌] Kawahara Seiichi, Isono Yoshinobu et al.: "Effect of gel on the green strength of natural rubber"Rubber Chemistry and Technology. 75(4). 739-746 (2002)
• [文献書誌] Isono Yoshinobu, Kawahara Seiichi et al.: "Evaluation of Filler Effects on SBR in Large Shearing Deformations. 1. Utility of Differential Dynamic Modulus as Predictor for Wet Skid Resistance"Advances in Technology of Materials and Materials Processing J.. (in press).