ポリマーネットワーク中の種々の形状のゲスト高分子鎖のダイナミックス

聚合物网络中各种形状的客体聚合物链的动力学

• 批准号: 13750831
• 负责人: 浦山 健治
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750831/
• 关键词: エラストマー; 粘弾性; レオロジー; 制振性; ゲル; レプテーション; ポリマーネットワーク; ダイナミックス; 粘弾性緩和; 管模型

末端架橋反応を用いて、片末端のみが網目に固定された「ぶら下がり鎖」を含んだゴム弾性網目を作製し、動的粘弾性を調べた。ゴム網目中のぶら下がり鎖の含量が増加するにつれて、損失正接が増加することがわかった。すなわち、ぶら下がり鎖の導入は、ゴム材料の制振性能を向上させることがわかった。既存の制振ゴムは振動エネルギー散逸のメカニズムとしてガラス転移を利用しているため、制振性能の温度・周波数依存性が非常に強く、使用用途が限定されてしまうという問題があった。しかし、本研究のぶら下がり鎖を導入する手法は、ガラス転移などの構造転移を利用していないため、制振性能が温度や周波数にほとんど依存しないという特性があり、新規な制振性ゴム材料の概念として有効であると考えられる。制振性能の温度・周波数依存性が弱いという特性は、ぶら下がり鎖の粘弾性緩和が非常に遅いことが理由である。比較のために、同じサイズの自由鎖を導入した網目の動的粘弾性を作製したところ、ぶら下がり鎖の方が粘弾性緩和がゆっくりと進行することがわかった。また、この制振ゴムのベースとなっているシリコーンエラストマーの二軸伸張測定を行い、ひずみエネルギー密度関数のキャラクタリゼーションを行った。網目中の絡み合い数が減少するにつれて、ひずみの非線形項の寄与が小さくなっていくことがわかった。また、ゴム弾性分子論として提出されているslip-link modelは実験結果をよく再現することがわかった。

利用末端交联反应，创建了一种包含“悬挂链”的橡胶弹性网络，该网络仅一端固定在网络上，并研究了动态粘弹性。研究发现，随着橡胶网络中悬挂链含量的增加，损耗角正切增加。换句话说，发现悬挂链的引入提高了橡胶材料的减振性能。现有的减振橡胶利用玻璃化转变作为耗散振动能量的机制，因此存在的问题是它们的阻尼性能高度依赖于温度和频率，这限制了它们的使用。然而，由于本研究中引入悬链的方法没有利用玻璃化转变等结构转变，因此阻尼性能具有几乎独立于温度和频率的特性，被认为是一个有效的概念。阻尼性能的弱温度/频率依赖性是由于悬链的粘弹性松弛极其缓慢。为了进行比较，我们创建了具有相同尺寸的自由链的动态粘弹性网络，发现悬挂链中的粘弹性松弛进展得更慢。我们还测量了作为该阻尼橡胶基础的有机硅弹性体的双轴伸长率，并表征了应变能密度函数。研究发现，随着网络中纠缠数量的减少，非线性应变项的贡献变小。此外，我们还发现，作为橡胶弹性分子理论提出的滑连模型能够很好地再现实验结果。

项目成果

浦山 健治: "エラストマーの極限伸びと脱膨潤ポリマーゲルの超高伸長特性"日本ゴム協会誌. 74・9. 347-351 (2001)

Kenji Urayama：“弹性体的极限伸长率和消溶胀聚合物凝胶的超高伸长率”，日本橡胶协会杂志 74・9（2001 年）。

Urayama K., Yokoyama K., Kohjiya S.: "Viscoelastic Relaxation of Guest Linear Polydimethylsiloxane in End-linked Poly(dimethylsiloxane) Networks"Macromolecules. 34・13. 4513-4518 (2001)

Urayama K.、Yokoyama K.、Kohjiya S.：“末端连接的聚（二甲基硅氧烷）网络中客体线性聚二甲基硅氧烷的粘弹性松弛” 34・13（2001）。

Kawamura T., Urayama K., Kohjiya S.: "Multi-axial Deformations of End-linked Poly(dimethylsiloxane) Networks. 1. Phenomenological Approach to Strain Energy Density Function"Macromolecules. 34・23. 8252-8260 (2001)

Kawamura T.、Urayama K.、Kohjiya S.：“末端连接的聚（二甲基硅氧烷）网络的多轴变形。1. 应变能量密度函数的现象学方法” 34・23（2001）。

K.Urayama, T.Kawamura, S.Kohjiya: "Multiaxial Deformations of End-linked Poly(dimethylsiloxane) Networks. IV. Further Assessment of Slip-link Model for Chain-entanglement Effect on Rubber Elasticity"Journal of Chemical Physics. (印刷中). (2003)

K.Urayama、T.Kawamura、S.Kohjiya：“末端连接的聚（二甲基硅氧烷）网络的多轴变形。IV.链缠结效应对橡胶弹性的滑动连接模型的进一步评估”化学物理杂志（印刷版） ）（2003）

Urayama K., Kawamura T., Kohjiya S.: "Multi-axial Deformations of End-linked Poly(dimethylsiloxane) Networks. 2. Experimental Tests of Molecular Entanglement Models of Rubber Elasticity"Macromolecules. 34・23. 8261-8269 (2001)

浦山K.、川村T.、小地亚S.：“末端连接的聚(二甲基硅氧烷)网络的多轴变形。2.橡胶弹性的分子缠结模型的实验测试” 34・23。 ）