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ポリマー分析におけるレオロジー
回転式レオメーターによる固体および溶融ポリマーの分析
ポリマーは、小分子の反復ユニットが長鎖状に結合して構成される高分子です。ポリマーはさまざまなアプリケーションで使用され、私たちの日常生活のいたるところに存在しています。ポリマーは、固体状態では保護材、パッケージ材、および複合材料に使用されます。こうしたタイプのアプリケーションでは、ポリマーは溶融状態で高温でプロセスされます。
ポリマーはその化学構造や分子量により、複雑な流動および変形挙動を示します。ポリマーはいわゆる粘弾性物質で、粘性と弾性の両方の特性を呈します。どちらの挙動が優勢となるかは、分子構造そのもののほか、試験条件やプロセス条件によっても左右されます。
したがって、ポリマーマテリアルの粘弾特性を把握することは、組成および混合を最適化したり、特定の材料特性に合わせてプロセスを適応するために不可欠です。
レオロジーは、さまざまな状態のポリマーの機械的特性を分析するための優れたツールであることが実証されています。
クイックリンク
よく利用されているポリマーレオロジー製品
ポリマー溶融レオロジー
レオロジー測定は、ポリマー溶融の流動および変形抵抗や粘弾性に関する貴重な情報を提供します。その測定結果は、押出し混練や鋳造などのプロセスおよび成形ステップの最適化に使用できます。さらに、振動試験から得られたレオロジーパラメーターは、熱可塑性ポリマーの分子量や分子量分布に関する情報を有します。
動的機械熱分析
回転式レオメーターを動的熱機械分析（DMTA）に使用できます。この分析では、温度を連続的に変化させながら、固体サンプルを振動励起させます。測定中に得られたデータは、ガラス転移、または溶融および結晶化などの特徴的な相転移を特定するのに利用されます。さらに、DMTA は最終製品の性能や、剛性、脆性、ダンピング、または衝撃抵抗などのアプリケーションに関連した重要特性の決定にも用いられます。
伸長レオロジー
回転と振動に次いで、伸長はレオロジーメソッドで分析できる第三のメソッドです。伸長流は、噴霧や充填、ポリマー溶解に関連したものではフィルムインフレーション、発泡押出し、または繊維紡糸などの多くの技術的プロセス中に発生します。
Sentmanat 伸長レオメーター（SER）は、ポリマーフィルムの伸長試験を可能にします。それは回転式レオメーターでは得られない知見を提供します。ポリマー材料の伸長挙動は、せん断流における挙動と大きく異なることがあります。ひずみ硬化などの現象が観察される場合があります。ポリマーサンプルの伸長特性を確実に理解することは、上述の技術でプロセスおよび成形された材料の最終製品特性を最適化するのに役立ちます。
ポリマー分析のワークフロー
混合。成形。分析。
レオロジー特性評価の試料用にコンパウンディングおよび成形しなければならない材料が数グラムしかないとします。どのようにするのが最善でしょうか？
Thermo Scientific Process 11 小スケールコンパウンダーは、わずか 20 g の材料で小規模コンパウンディングを可能にするワークフローを提供します。Thermo Scientific HAAKE MiniJet Pro 射出成形システムと組み合わせると、混練した材料からさまざまな試料を容易に作成し、材料のレオロジー特性評価試験を実施できます。
使用できる材料がさらに少ない場合は？MiniJet Pro システムで、限られた材料量を憂慮することなく、さまざまなサンプル形状を作成できます。わずか 2 ～ 5 mL の材料から試料を効率的に調製できるため、希少な材料を有効に活用できます。
関連する e-learning：応用ポリマーレオロジー
ポリマーレオロジーは、異なる状態にあるポリマー材料の粘弾性特性を調べます。この e-learning では、固体と溶融したポリマーの研究に用いられる一般的なレオロジー手法の概要について説明します。また、これらの試験から得られる製造および用途に関する情報を明らかにするとともに、ポリマー検査に適したレオメーター構成を紹介します。
