高分子物質の最大の特徴は分子が著しく長いことであり、その特徴を上手く利用して材料設計や成形加工を行わねばなりません。そのためには高分子レオロジーの知見が必要不可欠です。本講座では、数式をほとんど使わずにレオロジーの本質を理解していただき、それを高分子材料の設計や構造解析、さらにはトラブルシューティングを含めた成形加工技術に応用してもらうことを目的としています。付加価値を高める材料設計・リサイクルレジンの注意点なども対象とします。事前の基礎知識などは不要です。
1.レオロジーの概念
1.1 弾性と粘性の本質 -粘弾性の基本法則を理解する-
1.2 緩和時間 -緩和現象を定性的に理解する-
1.3 デボラ数 -成形加工で最も重要なパラメータ、トラブルシューティングの基礎-
2.線形粘弾性の基礎
2.1 ボルツマンの重ね合わせの原理 -レオロジーは足し算だけで大丈夫-
2.2 動的粘弾性 -難しい数式を使わずに動的弾性率を理解する-
2.3 緩和スペクトル -線形粘弾性測定の目的を理解する-
2.4 周波数依存性と温度依存性 -線形粘弾性の測定方法-
2.5 合成曲線 -構造変化の確認手法、測定できない領域の情報を得る方法-
3.成形加工に必要なレオロジー特性
3.1 牽引流と圧力流 -せん断流動の与え方-
3.2 高分子溶融体のせん断粘度 -フローカーブの読み方-
3.3 高分子溶融体が示す弾性 -スウェル比の決定因子、成形法に適した粘弾性特性とは?-
3.4 圧力差によるせん断流動 -ダイでのせん断速度を計算する、スリップ速度を評価する-
3.5 MFRの落とし穴 -MFRでは予測できない流動性-
3.6 伸長流動下のレオロジー特性 -伸長粘度成長曲線の読み方と評価法およびその重要性-
3.7 成形加工性と伸長粘度 -熱成形・ブロー成形・発泡成形性など-
3.8 伸長粘度・溶融張力の制御方法 -成形加工性の改良方法、溶融張力の評価法-
4.トラブルシューティングとレオロジー
4.1 せん断粘度と伸長粘度 -成形法と流動モード-
4.2 メルトフラクチャー -発生機構とその対策-
4.3 Tダイ成形 -ネックイン・レゾナンスの対処法、高強度化-
4.4 インフレーション成形 -外部ヘイズ、バブルの安定性向上-
4.5 目ヤニ、フィッシュアイ -発生機構と解析方法、対策-
5.レオロジーを活かした材料設計
5.1 長鎖分岐のキャラクタリゼーション
(1)希薄溶液物性による評価
(2)線形粘弾性による評価
(3)非線形粘弾性による評価
5.2 射出成形への応用
(1)成形体の構造形成
(2)成形サイクルの短縮
(3)分子量を下げずに高流動化させる手法
(4)機能性高分子の表面局在化
5.3 レオロジー改質による高性能化
(1)流動誘起結晶化と高剛性化
(2)長鎖分岐ポリマーの添加による加工改質
(3)収縮率とその異方性の制御
5.4 リサイクルレジンのレオロジー -トラブルの原因とその対策-
(1)劣化対策 ―ラジカル発生、加水分解―
(2)メルトメモリー効果 ―結晶の記憶―
(3)せん断履歴効果 ―加工履歴の記憶―
□質疑応答□
[副資材] 2026年11月17日(火) 10:30~16:00 高分子材料の設計・加工における 副資材/異種材の使いこなし
~性能・機能実現のための添加・分散・相構造制御のポイント~ |
可塑剤、結晶核剤、成形加工助剤、難燃剤、相容化剤、耐衝撃性改質材、フィラー、異種ポリマーに、
ポリマーアロイ、ブレンド、コンポジット技術など
多様な市場要求に応える性能・機能を実現するための副資材の使いこなしについて、
分散や構造制御などの共通的なポイントを中心に解説。
最新の研究内容や技術動向も取り入れ、副資材を軸に、
現代に通用する高分子材料の設計・加工を体系的に学ぶ バイブル的講座です。
・副資材に関する一般的な知識
・ポリマーブレンド・コンポジットに関する基礎的な知識
・副資材を利用した材料設計技術
・高性能化・機能付与のための構造制御技術
・複合材料の混練・成形加工技術
・現場でプラスチック・ゴム製品の製造、加工などの業務に携わっている方
・プラスチック・ゴムの高性能化やポリマーブレンドの技術開発に携わっている方
・高分子材料設計の基礎を勉強したい方
・成形加工性の向上・複合材料の構造制御技術に関心のある方
高分子材料の多くには、低コスト化、高性能化、新規機能付与、加工改質などを目的として副資材が添加されています。添加目的が異なっても、その分散制御技術などに関しては共通となる基礎的知見が必要となります。このセミナーでは、ブレンドやコンポジットの基礎について解説したうえで、さまざまな材料設計を例示します。最新の研究内容や技術動向を取り入れ、製品開発へのアプローチを紹介する予定です。
1.副資材の種類とその役割 1.1 副資材の分類
1.2 アロイ、ブレンド、コンポジットとは?
1.3 相溶と相容は何が違う?
2.ブレンドの基礎 2.1 相溶性の基礎 ~低分子化合物が相溶しやすい理由~
2.2 相溶性の予測 ~相溶性を電卓で簡単に予測~
2.3 界面張力と界面厚み ~異種高分子間の界面張力と界面接着~
2.4 成形加工時の相溶性変化 ~温度・流動場・圧力依存性~
2.5 相容化剤の役割 ~作用機構とポリマーアロイの設計~
2.6 流動場における相分離構造の変化 ~成形加工を利用した構造制御~
2.7 異種非極性高分子の相溶性 ~ポリオレフィンの混和性~
2.8 三成分系ブレンドの相構造 ~相構造を予測するパラメータ~
3.コンポジットの基礎 3.1 コンポジットの弾性率 ~高剛性化・高耐熱化とその予測~
3.2 コンポジットの流動特性 ~フィラー形状の影響は~
3.3 コンポジットの結晶化 ~フィラーによる結晶化促進~
3.4 混合の基礎 ~分配混合と分散混合~
3.5 混練・押出機の役割 ~分散性能を高めるためのスクリュー構成~
4.分子分散する添加剤とその利用 4.1 可塑化と逆過疎化 ~機能付与、可塑剤濃度の傾斜構造~
4.2 配向相関の利用 ~低分子の配向を利用した機能付与~
4.3 相間移動の利用 ~異種ポリマー間を移動する低分子~
4.4 長鎖分岐ポリマーの添加剤利用 ~結晶化促進に効果的~
5.異種物質による高性能化と機能付与 5.1 耐衝撃性の改質 ~ゴムブレンドによる破壊靭性の向上~
5.2 成形加工助剤 ~表面荒れの抑制、メルトテンションの付与~
5.3 低分子量成分の表面局在化 ~表面改質の新技術~
5.4 流動性の向上 ~可塑剤を使わずに流動長を高める新技術~
5.5 永久帯電防止、親水化 ~ポリマーブレンドの利用~
5.6 結晶核剤 ~高剛性化、高透明化、結晶化遅延も含めて~
5.7 高剛性ポリマーブレンド ~分散相の形状制御を利用した新技術~
5.8 難燃化 ~難燃剤の種類とそのメカニズム~
6.充填材を利用した高性能化
6.1 高充填における課題 ~流動性とのバランス~
6.2 タルクによる高性能化と研究開発動向 ~特徴と技術動向~
6.3 カーボン系充填材の構造制御 ~特異性を利用した材料設計~
6.4 繊維状物質の添加による機能付与 ~高剛性化・
7.ナノコンポジットの設計 7.1 機能材料の設計 ~電気・熱伝導性、ガスバリア性の付与~
7.2 ブラウン運動の利用 ~ナノ粒子の特徴~
7.3 ナノ粒子の偏在 ~相分離ブレンドにおけるナノ粒子の偏在~
7.4 相間移動の利用 ~異種ポリマー間を移動するナノ粒子~
7.5 非平衡状態での構造制御 ~平衡状態では得られない構造を得る~
□質疑応答□