9/29 高分子技術者のためのレオロジー【入門と実践活用】

高分子技術者のためのレオロジー【入門と実践活用】

材料設計から成形加工にリサイクルまで
付加価値の創出とトラブル解決に活かせるレオロジーの知識と使い方

講師

北陸先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 マテリアルサイエンス系 物質化学フロンティア研究領域
教授 工学博士 山口 政之 氏
【専門】高分子レオロジー、成形加工

セミナー趣旨

高分子物質の最大の特徴は分子が著しく長いことであり、その特徴を上手く利用して材料設計や成形加工を行わねばなりません。そのためには高分子レオロジーの知見が必要不可欠です。本講座では、数式をほとんど使わずにレオロジーの本質を理解していただき、それを高分子材料の設計や構造解析、さらにはトラブルシューティングを含めた成形加工技術に応用してもらうことを目的としています。付加価値を高める材料設計・リサイクルレジンの注意点なども対象とします。事前の基礎知識などは不要です。

セミナー講演内容

１．レオロジーの概念
　1.1 弾性と粘性の本質　－粘弾性の基本法則を理解する－
　1.2 緩和時間　－緩和現象を定性的に理解する－
　1.3 デボラ数　－成形加工で最も重要なパラメータ、トラブルシューティングの基礎－

２．線形粘弾性の基礎　
　2.1 ボルツマンの重ね合わせの原理　－レオロジーは足し算だけで大丈夫－
　2.2 動的粘弾性　－難しい数式を使わずに動的弾性率を理解する－
　2.3 緩和スペクトル　－線形粘弾性測定の目的を理解する－
　2.4 周波数依存性と温度依存性　－線形粘弾性の測定方法－
　2.5 合成曲線　－構造変化の確認手法、測定できない領域の情報を得る方法－

３．成形加工に必要なレオロジー特性
　3.1 牽引流と圧力流　－せん断流動の与え方－
　3.2 高分子溶融体のせん断粘度　－フローカーブの読み方－
　3.3 高分子溶融体が示す弾性　－スウェル比の決定因子、成形法に適した粘弾性特性とは？－
　3.4 圧力差によるせん断流動　－ダイでのせん断速度を計算する、スリップ速度を評価する－
　3.5 MFRの落とし穴　－MFRでは予測できない流動性－
　3.6 伸長流動下のレオロジー特性　－伸長粘度成長曲線の読み方と評価法およびその重要性－
　3.7 成形加工性と伸長粘度　－熱成形・ブロー成形・発泡成形性など－
　3.8 伸長粘度・溶融張力の制御方法　－成形加工性の改良方法、溶融張力の評価法－

４．トラブルシューティングとレオロジー
　4.1 せん断粘度と伸長粘度　－成形法と流動モード－
　4.2 メルトフラクチャー　－発生機構とその対策－
　4.3 Tダイ成形　－ネックイン・レゾナンスの対処法、高強度化－
　4.4 インフレーション成形　－外部ヘイズ、バブルの安定性向上－
　4.5 目ヤニ、フィッシュアイ　－発生機構と解析方法、対策－

５．レオロジーを活かした材料設計
　5.1 長鎖分岐のキャラクタリゼーション
　　（1）希薄溶液物性による評価
　　（2）線形粘弾性による評価
　　（3）非線形粘弾性による評価
　5.2 射出成形への応用
　　（1）成形体の構造形成
　　（2）成形サイクルの短縮
　　（3）分子量を下げずに高流動化させる手法
　　（4）機能性高分子の表面局在化
　5.3 レオロジー改質による高性能化
　　（1）流動誘起結晶化と高剛性化
　　（2）長鎖分岐ポリマーの添加による加工改質
　　（3）収縮率とその異方性の制御
　5.4 リサイクルレジンのレオロジー －トラブルの原因とその対策－
　　（1）劣化対策　―ラジカル発生、加水分解―
　　（2）メルトメモリー効果　―結晶の記憶―
　　（3）せん断履歴効果　―加工履歴の記憶―

　　□質疑応答□