『L・DK』上白石萌音&杉野遥亮インタビュー!

PETは結晶性高分子だけどペットボトルが透明なのは溶かした後、急冷したから~と習ったのはいいのですが、どっかの掲示板に、同じような質問で、その答が「ガラス転移点以下で急冷したから。ポットのお湯につけとくと白濁するよ。」と書いてあり、「あれ、ガラス転移点って非晶が動き出す温度だよな・・・?。何か関係あるのかな・・」と思いました。
なんだか分かるような分からないようなこんがらがっているのですが、ガラス転移点以下で急冷したからと言う答って正しいんでしょうか。それとも結晶化温度というのはガラス転移点の事なんでしょうか。分かる方よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

No.1の方の回答の通り、また、ashlley-kateさんが最初に思った通り、


ガラス転移点は非晶質部分の分子が動けるか否かの境界点です。

分子には分子間力(水素結合・ファンデルワールス力など)があり、
それが最も強くなる状態に配列された状態が「結晶」です。
一方、「ガラス」というのは、この配列化が間に合わないまま熱運動が
小さくなったために、不安定な状態のまま配列が固定された状態です。

従って、結晶とガラスが混ざった高分子を加熱した場合、
 1)まず、充分に安定化されていないガラス部分の固定が解かれ、
 2)次に、さらに温度が上昇することで、安定化されていた結晶部分も
  固定が解かれる
ことになります。
この「1)」の時の温度がガラス転移点、「2)」の温度が融点(=結晶化温度)、
ということです。
高分子では、全ての部分で「最も安定な配列」になることは難しいため、
「ガラス転移点=融点」となることはまずなかったと思います。

前後の文脈がわからないのでなんとも言えませんが、引用された回答は、
好意的に解釈するなら、『ガラス転移点以下「に」急冷したから。』の
つもりだったのかもしれません。
(例えば「水などで」といった言葉を入れていたのを途中でやめたものの、
 そのときに消す助詞を間違えた、とか)


そちらの記述を見られて混乱しただけと思いますので、恐らく不要とは思いますが、
一応参考URLを挙げておきます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AC%E3%83%A9% …
http://www.ecosci.jp/poly/poly_tmtg.html
(特に最後の図で、端的に表現されています)
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この回答へのお礼

丁寧なご回答ありがとうございました。
言葉の微妙な違いで勘違いさせられてしまったようですね。大変よくわかりました。

お礼日時:2006/01/03 17:01

>ガラス転移点以下(で)急冷したから


ではなく、ガラス転移点以下(に)急冷したからでしょう。
溶融状態で結晶が存在しない状態から、非晶領域の分子も運動が拘束されるガラス転移温度よりも低い温度まで急激に温度低下させるということだと思います。
ガラス転移温度以下にまで冷却しておいて、そこからさらに急激に温度を下げるという操作ではないと思います。
金属だって、急冷することでアモロファス金属になります。
結晶化温度はガラス転移温度よりも高いので、結晶化温度よりも十分高い状態からガラス転移温度以下の温度まで急激に冷却することによって結晶が成長する時間的余裕を与えないようにするのだと思います。
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この回答へのお礼

丁寧なご回答ありがとうございました。
言葉の微妙な違いで勘違いさせられてしまったようですね。大変よくわかりました。

お礼日時:2006/01/03 17:01

文面を拝見しますとかなり混乱されているようですね。


まず最初に、
>ガラス転移点以下で急冷したから
というのは間違いでしょう。
ガラス転移点(Tg)以下ではPETの分子は動くことが出来ないので、分子間の構造に変化は起きません。

Tg以上では分子がある程度動けるようになり、エネルギー的に低い状態、つまり結晶化が進んでいきます。PETをお湯につければTg以上の温度になり、結晶化が進んで白くなります。

要するに、ペットボトルが透明なのは溶融状態から急冷したから。PETの結晶領域を増やすには融点とTgの間で徐冷すると良いのです。
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この回答へのお礼

丁寧なご回答ありがとうございました。
言葉の微妙な違いで勘違いさせられてしまったようですね。大変よくわかりました。

お礼日時:2006/01/03 17:01

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食品保存容器とかラップに耐熱温度がかかれていると思いますが、よくみるとなぜか上と下の両方の温度限界がかかれていると思います。上の方の温度限界(融点)になると溶けてしまうのはまあ想像がつくのですが、下の方の温度限界(ガラス転移温度)になるとぱきぱきになって容器が割れてしまうので書かれているのです。

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ちゃんと決まっている言葉(定義)なのですか??
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なんとか教えてください。
よろしくお願いします。

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あなたの回答を教えて下さい。テストの回答はないのですか?
質問の回答に困ります。

以下参考まで。
ガラス転移とは,ガラスを過熱するか,またはガラスになる過冷却液体を
冷却した時その物質の融点又は液相温度の2/3~1/2の温度付近で,熱膨張
係数や比熱容量突然変化する温度,"ガラス転移温度が存在すること。
ガラスは過冷却の液体である。との言い方もできる。(ガラスの事典より)

 ガラス転移現象とは、過冷却状態からガラス状態に移るときに性質が
大きく変わる(例えば熱膨脹係数が急に小さくなる)現象をいい、ガラス
転移現象を示す温度をガラス転移温度(あるいはガラス転移点)と呼びます。

 ガラス転移とは、温度を変えたときに、アモルファス固体相が示す、比
熱や熱膨張係数のような熱力学的微分量が結晶的な値から液体的な値へと
多少急激に変化する現象である。(Wong and Angell, 1976; p.36).

 過冷却液体をさらに冷却していくと、分子運動がさらに制限されるよう
になり、最終的にはほとんど停止する。この過冷却液体が運動性を失う現
象をガラス転移と呼ぶ。つまりガラス転移は無秩序である非晶部位(過冷
却液体)でしか起きない(固体である結晶は融解するだけ)。
 

あなたの回答を教えて下さい。テストの回答はないのですか?
質問の回答に困ります。

以下参考まで。
ガラス転移とは,ガラスを過熱するか,またはガラスになる過冷却液体を
冷却した時その物質の融点又は液相温度の2/3~1/2の温度付近で,熱膨張
係数や比熱容量突然変化する温度,"ガラス転移温度が存在すること。
ガラスは過冷却の液体である。との言い方もできる。(ガラスの事典より)

 ガラス転移現象とは、過冷却状態からガラス状態に移るときに性質が
大きく変わる(例えば熱膨脹係数が急に小さく...続きを読む

Qエクセル STDEVとSTDEVPの違い

エクセルの統計関数で標準偏差を求める時、STDEVとSTDEVPがあります。両者の違いが良くわかりません。
宜しかったら、恐縮ですが、以下の具体例で、『噛み砕いて』教えて下さい。
(例)
セルA1~A13に1~13の数字を入力、平均値=7、STDEVでは3.89444、STDEVPでは3.741657となります。
また、平均値7と各数字の差を取り、それを2乗し、総和を取る(182)、これをデータの個数13で割る(14)、この平方根を取ると3.741657となります。
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QTD、MDって何の略?

フィルム関係の仕事をしていてたまに目にする、
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どなたか、わかる方よろしくお願いします。

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こんにちは。

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>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

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40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Qポリエチレン結晶化度

ポリエチレンの結晶化度をDSC測定で求める場合,ΔHを100%結晶状態のポリエチレンのΔHで割るかと思います.この100%結晶状態のΔHの値はポリエチレンの分子量やその他の違いによって変わるものなのでしょうか?例えば100%結晶状態のLDPEのΔHと同じく100%結晶状態のUHMWPEのΔHは異なるでしょうか?できれば理由もあわせてご教授いただけると助かります.

Aベストアンサー

私は高分子結晶の専門家でないのですが,わかる範囲で・・・
結晶性高分子の結晶部分が示す現実の融点は,その分子構造,分子量,熱履歴などによって大きく左右されます。
文献に載っているいわゆるΔHはたいてい,平衡融点を示す結晶の融解熱を指すもので,いくつかの条件を振って測定した結果を外挿して得られる値だと思います。理想的な状態です。
それに対して実際のDSCで得られる融点は,たとえ昇温速度を非常に遅くして冷結晶化過程を十分に通過させたとしても,できあがる結晶は不完全です。
冷結晶化のあとに測定される融点は平衡融点よりも低くなり(つまりΔHが小さく,ときには1/3にもなります),上記の文献値ΔHが当てはまらなくなります。
ですので,DSCの融解面積から文献値ΔHを用いて結晶化度を出すのは,それだけの大きな誤差を含む可能性があると考えるべきです。
やはり広角X線回折測定の方がよいと思います。
しかしDSCでももっと良い方法があるのかも知れませんが,室温付近の物性を調べるのに熱履歴を与えてしまうDSCを使うのはどうでしょうね?
また,このあたりについては「熱分析」関連の書籍が参考になるとか。

私は高分子結晶の専門家でないのですが,わかる範囲で・・・
結晶性高分子の結晶部分が示す現実の融点は,その分子構造,分子量,熱履歴などによって大きく左右されます。
文献に載っているいわゆるΔHはたいてい,平衡融点を示す結晶の融解熱を指すもので,いくつかの条件を振って測定した結果を外挿して得られる値だと思います。理想的な状態です。
それに対して実際のDSCで得られる融点は,たとえ昇温速度を非常に遅くして冷結晶化過程を十分に通過させたとしても,できあがる結晶は不完全です。
冷結晶化の...続きを読む

Q冷結晶化温度について

冷結晶化温度が存在するとは具体的にどのような現象が生じていると考えるのでしょうか?

例えば、A-Bのグラフト共重合体(主鎖:A,側鎖:B)を熱分析(ここではDSC測定)すると、結晶融解後、急冷し再び昇温すると冷結晶化による発熱のピークが観られる場合があります。ポリマーBのホモポリマーのみの測定では発熱ピークが観られない。

上の現象は側鎖のB成分の分子量が大きい、または側鎖B成分の組成が大きい場合に観測されました。
まず、私なりの考察なんですが、発熱ピークがあるということは昇温中に結晶化しているということで、側鎖Bがガラス転移温度以上の温度で昇温されていく内に、かなり自由に動ける状態になり、しかも主鎖ポリマーAに束縛される形態となる。(主鎖ポリマーAのガラス転移温度はかなり高いものである。)したがって、近隣する側鎖同士が接近するような状態となり、結晶化構造を形成する。側鎖の分子量が低い、あるいは側鎖本数が少ない場合は、結晶化できないので冷結晶化温度は現われない。ホモポリマーBに冷結晶化温度が存在しなかったのは、グラフト共重合体のように分子が固定されていないため、分子同士が近接して結晶化ができないためである。まぁ、このように考えてみましたが、いかがでしょう?
この考えた方でよろしいのでしょうか?間違いやご意見がございましたら、お返事をお願いします。長文ですみません。

冷結晶化温度が存在するとは具体的にどのような現象が生じていると考えるのでしょうか?

例えば、A-Bのグラフト共重合体(主鎖:A,側鎖:B)を熱分析(ここではDSC測定)すると、結晶融解後、急冷し再び昇温すると冷結晶化による発熱のピークが観られる場合があります。ポリマーBのホモポリマーのみの測定では発熱ピークが観られない。

上の現象は側鎖のB成分の分子量が大きい、または側鎖B成分の組成が大きい場合に観測されました。
まず、私なりの考察なんですが、発熱ピークがあるということは昇温中に...続きを読む

Aベストアンサー

結晶性ポリマーはあまり詳しくないのですが,だいたい,おっしゃる通りの
説でぼくも納得できます。ただひとつ,ホモポリマーBで発熱ピークがでない
理由がよくわからないですね。
ホモポリマーBの発熱ピークの測定は,ABと全く同じ条件でやったのですか?
グラフト体でない方が立体障害がない分,結晶化しやすいように思えますね。
枝と枝の間の(Aの)n=2とかなら,「端がそろって一列に並ぶ」というのも
考えられますが,
n=10以上とかなら,あまり起こらないような気がします(当てずっぽうです)。
あと,回答になってないのですが,結晶化度は冷却速度に大きく依存しますよね。
双方について,冷却速度を変えた実験をやってみればヒントが得られるかも
知れませんね。

Qポリマーの融点について

ポリマーハンドブックや高分子データ・ブックなどでポリマーのガラス転移温度や融点を調べているとき、けっこう融点が記載されていないポリマーがあることに気づきました。(ガラス転移温度はほとんど全部記載されてました。)なんで融点が存在しないのでしょうか?また、文献によってガラス転移温度や融点の値がまちまちな理由もよくわかりません。

Aベストアンサー

1.ポリマーは次の2つに分類されます
・結晶性高分子(一般的な固体状態で結晶部分と非晶部分が混ざったもの)
  例:ポリエチレン、ポリアミド
・非晶性高分子(一般的な固体状態でほぼ非晶部分のみで形成されるもの)
  例:ポリカーボネート

2.Tg、Tmの定義
・Tg(ガラス点移転)…非晶部分の分子鎖が自由に動ける温度
・Tm(融点)…結晶部分の分子鎖が自由に動ける温度

上記1.2.より結晶性高分子にはTg、Tmが存在し、非晶性高分子はTgしか存在しません。

≪値がまちまちな理由≫
主な理由は分子量によってTg、Tmが異なるからです。
分子量大きい、つまり分子鎖一本の長さが長いとTg、Tmは高くなります。
(分子鎖が長いと、からみあって、なかなか自由に動けないイメージ)
結晶部分と非晶部分の占める割合や形態によっても変わります。

Q樹脂材料の曲げ弾性率について

先日、仕事の関係でプラスチックのスナップフィット
(プラスチック部品の一方と他方がパチンとはまる
爪形状です。プラモデルにもよくあると思います。)
の荷重計算をしようとしました。
その爪形状には大きなテーパがついており、
根元が太く先細だったので、
単純な梁の公式では計算できずに
excelマクロによる数値積分で
梁の曲げ微分方程式(d^2y/dx^2=-M/EI)を
解こうとしました。
-------------------------------------
一応できたので、早速荷重を計算して実測値と
照らし合わせてみようとしたのですが、
材料のヤング率(縦弾性係数)を知らないことに
気づきました。
同僚に聞いてみたところ、「曲げ弾性率」というのは
材料の仕様書に載っていると教えてくれました。
職場にある材料便覧を見ても「曲げ弾性率」は
載っていました。
この「曲げ弾性率」はヤング率(縦弾性係数)と
同じなのでしょうか。それとも違うのでしょうか。
もし違う場合、ヤング率(縦弾性係数)は
どのようにして調べるべきなのでしょうか。
似たような経験がある方がいましたら
お手数ですがご教示願います。

先日、仕事の関係でプラスチックのスナップフィット
(プラスチック部品の一方と他方がパチンとはまる
爪形状です。プラモデルにもよくあると思います。)
の荷重計算をしようとしました。
その爪形状には大きなテーパがついており、
根元が太く先細だったので、
単純な梁の公式では計算できずに
excelマクロによる数値積分で
梁の曲げ微分方程式(d^2y/dx^2=-M/EI)を
解こうとしました。
-------------------------------------
一応できたので、早速荷重を計算して実測値と
照らし合わせてみようとし...続きを読む

Aベストアンサー

結果から言うと,Eに曲げ弾性率を代入しても問題ないと思います.

引張弾性率と曲げ弾性率は測定方法が異なりますので,物性のもつ意味は違います.引張りの場合(丸棒を引っ張るようなケースです),材料内部はすべて引張応力になりますよね.

しかし,曲げの場合(板を曲げるようなケース)では,ふくらんでる面には引張応力,へこんでる面には圧縮応力がかかります.このため,例えば引張弾性率と圧縮弾性率が異なるような材料では,引張弾性率と曲げ弾性率は違ってきます.

また,少し専門的になりますが,曲げのかかる部材には,引張・圧縮応力の他に,せん断応力もかかっています.これらの効果が総合的に寄与してくるため,引張弾性率と曲げ弾性率は,「意味合いとしては」異なる物性値です.

しかし,ごく一般的なプラスチックであれば,引張弾性率と曲げ弾性率はほぼ同じ値になります.
下記などにデータが出ていますが,恐らくほぼ同等か,曲げ弾性率の方が10%程度低い値になっていると思います.
http://www.m-ep.co.jp/mep-j/tech/index.htm
http://www.mrc.co.jp/acrypet/04tech_01.html

カタログデータに曲げ試験が多い理由は,試験が簡単だからです.薄い平板の試験片が使えますからね(チューイングガムのような形状です).それに対し,引張試験では,試験片を「つかむ部分」の加工が難しく,やや複雑な形状になってしまいます.

というわけで,プラスチックの分野では,曲げ弾性率を測定して,これをEとして代用するケースが多いと思います.

ただし,圧縮やせん断弾性率が引張と極端に違う材料・・・たとえば,ガラス繊維で一方向強化したような異方性材料では,曲げ弾性率とヤング率は大きく異なります.

あと,蛇足になりますが・・・
曲げ弾性率=曲げ応力/曲げひずみ
とありますけど,前述の通り,曲げ応力や曲げひずみは一定値ではありませんので注意が必要ですね.材料内部で分布をもっています(ここが引張と違うところ).

通常は,曲げスパンL,破断荷重P,試験片幅b,厚さh,たわみxなどを用いて,
E=(P・L^3)/(4・b・h^3・x)
のような式で求めます.試験方法によっても式が違ってきますので,材料力学の教科書をお読み下さい.

結果から言うと,Eに曲げ弾性率を代入しても問題ないと思います.

引張弾性率と曲げ弾性率は測定方法が異なりますので,物性のもつ意味は違います.引張りの場合(丸棒を引っ張るようなケースです),材料内部はすべて引張応力になりますよね.

しかし,曲げの場合(板を曲げるようなケース)では,ふくらんでる面には引張応力,へこんでる面には圧縮応力がかかります.このため,例えば引張弾性率と圧縮弾性率が異なるような材料では,引張弾性率と曲げ弾性率は違ってきます.

また,少し専門的になりま...続きを読む

Q「PHR」という単位について

 樹脂の配合などにおいて添加剤の添加量を示すのに「PHR」や「phr」という単位を見かけるのですが、正式にはどういう意味なんでしょうか?

 自分としては「%」のつもりで解釈しているのですが、少し不安になってます。

 何かの略称とは思うのですが、それも判別がつきません。

 よろしくお願いします。

Aベストアンサー

日本語で「重量部」と言います。
樹脂の場合は P= per、H= hundred 、R = resin を表し、ゴムなら最後が R= rubber となります。

主の樹脂やゴムの重量を100として、その他配合、添加する物の重量を数字で表示します。
100分率の%と似ていますが、結果としてはその比率は違いますので、要注意です。

例えば、配合する物の合計が10であれば10÷110=約9%となりますが、仮に副樹脂を40として、
その他を代えなければ、10÷(100+40+10)=約6.6%となり、場合によっては、
大きく性質が変わる可能性があります。


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