結晶性高分子における弾性率の温度分散曲線の解析 : 結晶性高分子の構造とレオロジー
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概要
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While recently many attentions have been paid to the temperature characteristics of elastic modulus in crystalline high polymers, especially from the point of view that they reflect the variations of the fine structure such as chemical constitution, crystallinity or orientation, only the limited qualitative knowledges about them are obtained. In this paper, quantitative analysis of the temperature dispersion curves was tried with regard to the primary dispersion (α-dispersion), and more profound meaning of it was pursued. If it is assumed that the relaxation spectrum (log H vs. log τ) concerning to the primary dispersion takes the shape of wedge with negative slope of β(<1/2), and its intensity, H_0, at τ=1 sec., the temperature dependence of dynamic modulus, E', is expressed by the following equation, log E_W=log (E'-E_B)=log H_0+βlog a_T+βlog ω-log β, where a_T is the shifting factor, taking unity at the second-order transition temperature T_g, E_B is the contribution to the modulus E' from the relaxation spectrum corresponding to the inter-molecular relaxation mechanism (box-type distribution corresponds to this for amorphous polymers), which exists in the far longer time region than the observation time for crystalline polymers, and E_W is the contribution to E' from wedge-type distribution. According to the above equation, log E_W vs. T curves corresponding to the various values of ω can be reduced to a single curve by shifting them along log E_W-axis by βlog ω. The shape of log E_W(T) curves is described by βlog a_T. When the observation time exists on the shorter time region than the lower limit τ_l of wedge-type spectrum ,the modulus levels off to the ω-independent constant value towards the lower temperature. The typical example for this can be found in the case of polyethylene terephthalate reported by Thompson and Woods. When the time, t, always exists in the region of wedge-type spectrum irrespective of temperature, the inflexion point of log E_W(T)-curve corresponds to the maximum apparent activation energy for relaxation process and is considered to agree with T_g. This fact is supported by the experimental results on several fibers. Moreover it should be noted that the position of T_g remains on the same point on the T-axis irrespective of ω. If the observation time exists on the shorter time region than τ_l, the temperature dispersion of modulus occurrs at the higher temperature than T_g and depends remarkably on ω. According to the analyzing method described above, it was concluded that the values of C_1' and C_2' in the WLF-equation must increase in crystalline high polymers due to the existence of crystalline region.
- 社団法人日本材料学会の論文
- 1959-04-15
著者
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