法線応力測定による高分子溶液のずり誘起相転移の検討

使用法向应力测量研究聚合物溶液中剪切诱导的相变

基本信息

批准号：
07651102
负责人：
高橋良彰
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではずり流動誘起相分離を起こす高分子溶液について、法線応力測定を中心に均一及び相分離状態で粘弾性測定を行い、それを基に流動誘起相転移が起こる場合の粘弾性の変化を調べるとともに、流動光散乱測定も行い、高分子溶液のずり流動誘起相転移について考察することを目的とした。用いた試料は、ポリスチレン(PS)(分子量約130万)とポリα-メチルスチレン(PAS)(分子量約180万)である。溶媒はPSにはジオクチルフタレート(θ温度約22℃)を、PASにはn-ウンデシルアニシテート(θ温度約33℃)を用いた。各溶液の相分離温度は曇点測定により決定した。均一及び相分離状態の粘弾性、特に第一法線応力差N_1のずり速度依存性は、それぞれ単一高分子系(線形領域ではずり速度の2乗)及び二相の粘度が等しい非相溶液体混合系(ずり速度の1乗)と同様であった。相分離点近傍の相溶状態で、非線形領域に入りずり速度を増加させていくと流動誘起相分離が起きた。この場合のN_1のずり速度依存性は、始めは線形挙動であったのが非線形領域に入ってしだいに小さくなり、均一系には見られない殆ど変化しなくなる領域が現われた後、ずり速度の1乗に比例する領域が現れた。対応する流動光散乱は現状では定量的な議論ができるだけの精度が得られていない。定性的にはN_1が殆ど変化しなくなる領域が始まるあたりで散乱が強くなり(わずかに濁り始め)、1乗に比例する領域では完全に白濁することが観察された。即ち、ずり速度を上げてずり流動誘起相分離が起き、系全体に渡って濃厚相が分散してくると非相溶液体混合系と同様にN_1がずり速度の1剰に比例するようになったと考えられる。

在本研究中，我们测量了在均匀和相分离状态下经历剪切流诱导相分离的聚合物溶液的粘弹性，重点是法向应力测量，并基于这些测量，我们分析了流诱导时粘弹性的变化本研究的目的是通过进行流动光散射测量来研究剪切流引起的聚合物溶液的相变。使用的样品是聚苯乙烯（PS）（分子量约130万）和聚α-甲基苯乙烯（PAS）（分子量约180万）。作为溶剂，PS使用邻苯二甲酸二辛酯(θ温度约22℃)，PAS使用茴香酸正十一烷基酯(θ温度约33℃)。通过浊点测量确定每种溶液的相分离温度。均匀和相分离状态下的粘弹性，特别是第一法向应力差 N_1 的剪切速率依赖性，是针对单一聚合物体系（线性区域中剪切速率的平方）和非相溶液确定的，其中两相的粘度分别相等，类似于混合体系（剪切速率的1次方）。在相分离点附近的相容状态下，随着剪切速率进入非线性区域，剪切速率增加，发生流动诱导相分离。在这种情况下，N_1的剪切速率依赖性最初是线性的，但随着进入非线性区域而逐渐减小，并且在出现均匀系统中看不到的几乎不变化的区域之后，剪切速率An区域与出现的第一次幂成正比。相应的流光散射目前还没有足够的精度来进行定量讨论。定性地观察到，在N_1几乎没有变化的区域的开始处，散射变得更强（开始变得稍微浑浊），并且在与一次幂成比例的区域中变得完全浑浊。换句话说，当剪切速率增加并发生剪切流诱导的相分离，并且浓相分散在整个系统中时，N_1 与剪切速率的其余部分成正比，类似于非相溶液混合物系统。据认为