カーボンナノファイバーを分散した液晶高分子溶液の過渡流動に関する実験的研究

概要

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本研究では，高いアスペクト比を有するカーボンナノファイバー(CNF)を液晶高分子溶液に微小量分散させた系を用い、プレシアによりCNFの分散構造を変えた場合のスタートアップ流動に対する影響を実験的に明らかにした。ヒドロキシプロピルセルロース（HPC）の50wt%水溶液に、CNFを0.1vol%で分散させた系について、平行平板型レオメータを用いた実験を行った。プレシアとして、平板にスクイーズ運動を加えた場合と、回転運動を加えた場合について、一旦静止させた後に一定応力を加えるスタートアップ実験を行い、せん断速度の過渡変化を測定した。どの場合も、せん断速度のオーバシュートが見られ、そのオーバシュート量は液晶高分子溶液のみの場合の方が大きく、CNFを分散させた系ではその量が小さくなった。また、CNFの初期の配向方向がスタートアップ流動の方向と一致している場合のほうが、CNFの影響が大きいことが分かった。
日本学術会議「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」の論文