DMSについてわからないことがあります （超初心者） E"（損失弾性率）のピークをなぜガラス転移温度

DMSについてわからないことがあります
（超初心者）

E"（損失弾性率）のピークをなぜガラス転移温度とするのかが分かりません‥。

E"が増えた時点ではサンプルは柔らかくなった、と言うことではないのでしょうか、、、。??
ガラス転移温度が柔らかくなり始める温度??ということなら←（あってる？）
E"の上がり始めは何なんでしょう？
それは柔らかくなり始めたとはまたちがうのでしょうか？

そもそも、熱をかけて引っ張った時に元に戻る力E'（貯蔵弾性率）??が一番低い時の状態がE"のピークということでいいですか？

そして最後に、なぜピークを過ぎたあとは貯蔵弾性率が増える??のでしょうか

分子の動きてきにどうなっているのかも教えてくれれば嬉しいです‥。

そして理解しにくい文章ですみません、、、。

No.2 回答者： psa29 回答日時： 2018/03/19 08:59

>E"が増えた時点ではサンプルは柔らかくなった、と言うことではないのでしょうか、、、。

??
柔らかさの判断は、E"ではなくE'の数値を用いるべきです。
ガラス転移温度以下では、E'は高い数値を示します。
これは、そのポリマーがガラス状態で、エネルギー弾性（ゴム弾性）を示すからです。
Tgよりも高い温度では、エントロピー弾性を示し、弾性率が大きく低下します。
＞そもそも、熱をかけて引っ張った時に元に戻る力E'（貯蔵弾性率）??が一番低い時の状態が
＞E"のピークということでいいですか？
いいえ、違います。
貯蔵弾性率: E′=（σ0/ε0）cosδ
損失弾性率: E″=（σ0/ε0）sinδ とすれば、
損失弾性率は、貯蔵弾性率を微分して、−１を掛けたものとなります。
よって、温度上昇によりE'の傾きが負になれば、E"は正の値で大きくなります。
E"のピーク値とは、E'が最も大きく減少している（傾きが大きい）ところだと
考えられます。
＞E"（損失弾性率）のピークをなぜガラス転移温度とするのかが分かりません‥。
ガラス転移点において、エネルギー弾性からエントロピー弾性へ転移が起こります。
E'が低下している領域が転移領域で、そこがガラス転移温度です。
それ以下では、ガラス領域。それ以上ではゴム領域。
ガラス転移が起こり始める領域の最も変化の激しいところを
ガラス転移温度としているのだと思います。

E"のピーク温度は、測定する周波数によって移動します。
どの周波数で測定した値なのか？周波数を決めておくことが大切です。
それは、他の方法による測定値との整合性から判断すれば良いと思います。

＞ガラス転移温度が柔らかくなり始める温度??ということなら←（あってる？）
　E'がまだ高く平坦な領域であっても、ガラス転移温度に近づくと
　わずかに分子が動き始めているようです。
　ほとんどの分子が凍結されているが、ミクロ的にまさに動き始めた点と
　考えるよりもガラス領域ー転移領域ーゴム領域　と考えて
　転移領域は、ガラス状態から分子が動き始める領域と考えて
　最も顕著なところをガラス転移点、つまりE"のピーク温度と
　考えたらよいうと思いますよ。

＞なぜピークを過ぎたあとは貯蔵弾性率が増える??のでしょうか
　エントロピー弾性を示すからです。
　Tg以下のエネルギー弾性では、炭素の結合角の変位が源です。
　通常、結合角は109.5°ですが、外力によってその角度が広がります。
　除荷されると、再び109.5°に戻ります。
　Tg以上のエントロピー弾性では、エントロピーの大きいある程度
　分子が丸まった状態にいますが、外力によって分子が伸ばされます。
　（エントロピーが小さくなります。）
　除荷されると、再び丸まった状態（エントロピーが大きな状態）に
　戻ります。
　分子運動が激しい（温度が高い）ほど、丸まった状態に戻る力が
　大きくなるので、弾性率は高温ほど高くなります。
　（輪ゴムに荷重をかけ、冷蔵庫で冷やすと弾性率が下がり
　　伸びます。温度が高いと縮みます。）

No.1 回答者： konjii 回答日時： 2018/03/14 16:02

ガラス転移温度とは、高分子の単位長さ（規定はない）の振動のピーク温度のことです。

この温度を以上で高分子は分子全大体が移動し始めます。
そうなると弾性体ではなく塑性体となります。
E"（損失弾性率）＝ σ 0Sinδ/ε 0 (応力:σ = σ 0 cos ( t ω )、歪み:ε = ε 0 cos ( t ω + δ ) )　δは応力に対する歪の位相差です。歪の遅れです。高分子はガラス転移温度以下になるほどフックの法則に従いますが、ガラス転移温度に近ずくにつれ塑性変形の要素が増えて、ガラス転移温度になるまでSinδが大きくなります。ガラス転移温度を越えると弾性体ではなく塑性体となるので振動応力を加えても振動歪はなくなります。
E'（貯蔵弾性率）＝ σ 0Cosδ/ε 0 なので同じく無くなります。