固体粘弾性測定装置

概要

　高分子レオロジーで扱われる評価項目の一つに、動的粘弾性があります。この測定では、試料に周期的なひずみ（正弦波）を与えたときに生じる、応力とひずみの値、および、その位相差（応力–ひずみ関係における周期の遅れ）を測定することで、貯蔵弾性率E’と損失弾性率E”、損失正接tanδ（=E”／E’）を求めます。装置は固体向けと溶融状態(液体)向けに大別されます。
　固体粘弾性測定装置は、高分子フィルムやゴムシート等に広く利用されます。ガラス転移温度、架橋点間分子量【技術資料No.T1016】、および活性化エネルギー【技術資料No.T1109】が評価可能です。

装置

分析事例

ガラス転移温度

　ガラス転移温度(Tg)とは、高分子が硬いガラス状態から、軟らかいゴム状態に変わり始める温度のことです。Tgの測定は示差走査熱量計（DSC）による比熱変化から求める手法が一般的です。一方、動的粘弾性測定では損失正接tanδ（tanδ＝E”/E’）または損失弾性率 E”のピークとしてTgを捉えることができ、材料の力学的応答に基づく転移挙動を把握可能です。
　【図2】にPETの温度依存性（温度分散）測定の結果を示します。100～150℃付近にE”およびtanδのピークが観測され、この温度域でガラス転移が生じていることが推定されます。

　固体粘弾性測定装置では、固体試料の温度や周波数に対する応答やガラス転移温度など、様々な特性を把握することができます。

　動的粘弾性を含めた高分子レオロジーの基礎については、技術資料「[基礎講座]高分子レオロジー入門」全4回（【T1705】、【T1709】、【T1720】、【T1801】）を参照ください。