【無料配信♪】Renta !全タテコミ作品第1話

架橋密度:単位体積中に存在する架橋点の数。一般に架橋密度が高くなる程、弾性率は大きく、伸びと膨潤度は小さくなる。

弾性率:力に対してどれだけ物体が変化しやすいか。ということを表すもので、弾性率が大きければ、たくさんの加えないとなかなか変化しません。

本で、語句を調べると上記の説明が書いてありました。
と、いうことは、架橋密度や弾性率を知りたい場合、伸びや膨潤度を試験すればよいとのことですね。

わからないのはここからで・・・
硬度が高いと架橋密度が高いということは言えないのでしょうか?
と、いうのも、硬度=ゴム表面の伸びという考えです。

もし、その解釈が正しければ、カーボンブラックが多く配合されるほど、架橋密度が高くなるということですよね?

A 回答 (2件)

>硬度が高いと架橋密度が高いということは言えないのでしょうか?


>と、いうのも、硬度=ゴム表面の伸びという考えです。

「硬度が高い=架橋密度が高い」とは言い切れません。
一般的に高分子材料(ゴムを含む)の硬度は、伸びではなく、弾性率に比例すると考えた方が良いです。硬度の高い材料は、力を加えても変形しません。これは正に「弾性率が高い」材料です。

弾性率は、架橋密度だけではなく、ゴムの構造によって異なります(天然ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム・・・)。なので、架橋密度が高くても、弾性率(≒硬度)が低いということもありえます。

しかし、同じ種類のゴムで、架橋密度だけが違う場合は、架橋密度が高くなれば弾性率(≒硬度)は高くなります。

>もし、その解釈が正しければ、カーボンブラックが多く配合されるほど、架橋密度が高くなるということですよね?

カーボンブラックの配合量を増やすと弾性率(≒硬度)が高くなりますが、これはカーボンブラック自体の硬度がゴムよりも高いことと、カーボンブラックが架橋剤的な振る舞いをしていることの2つが考えられるので、単に架橋密度が高くなったためだけとは言えません。
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定性的な話としては、一般的に弾性率が高くなるほど、硬度も高くなるでしょうから、架橋密度を高めていくと硬度は高くなると考えられると思います。


しかしながら、硬度という試験方法には弾性率以外の要因も関連するので、弾性率の数値から硬度を決定することは難しいと思います。
たとえで言えば、人間の成長と共に身長が伸びれば、一般的に体重も増えるので、身長の高い人は、体重も多いといえます。
しかし、身長だけから、ある特定の人の体重を決めることは出来ません。
175cmの人には、70kgの人もいれば、90kgの人もいるからです。
ましてや、硬度の試験には、いろいろなものがあって試験方法が変われば硬度の数値も変わり、お互いに換算できません。

一般には、架橋密度と弾性率との関係を単純な均一系で議論しますが、
gomuyaさんが例示しているカーボンブラックなどの添加は、複合材料となってしまいます。
たとえば、ゴムに石ころをたくさん入れていくと、石ころとゴムと相互作用をしていなくても、硬度は高くなると思いますよ。
石ころをたくさん入れたときに、ゴムの架橋密度が高くなったと言えるのでしょうか?
ここでの架橋密度というのは、ゴム相に於けるミクロな架橋構造を指しているのですよね。

ところで、カーボンブラックはご存じのように、炭カルやタルクに比べて、天然ゴムに添加することにより。強靱性が出てきます。
ブリジストンの方が、カーボンブラックの粒子表面には天然ゴム分子が吸着層を形成するが、炭カルやタルクでは、そのような吸着層が形成されないと発表していたのを20年ほど前に読んだ記憶があります。
その意味では、カーボンブラックは複合材的に架橋構造を形成する働きがあるといえるかもしれません。
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 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。
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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。
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Aベストアンサー

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

いえ。
1kgf = 9.8N
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>>>一応断面積は40mm^2です。

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 式は教科書をみればすぐわかると思うので、どちらかというと私が考えている概念を書いてみました。専門家からみれば??のところもあると思いますが参考なったらよいです。

 大学で使われる教科書には必ず乗っていると思います。高分子の極限粘度と分子量には[極限粘度]=K×[分子量]a乗(K、aはポリマーハンドブックなど一般のポリマーについては文献値があります。)が成り立つからなのですが・・・・。
 
 極限粘度とは数個の濃度の違う高分子溶液の粘度を求めて、これを0に補外した濃度0の点の高分子溶液の粘度です(これも教科書に書かれています。補外の仕方にはいろいろありますが、近似式が直線だとした場合は切片です。)濃度0の時の高分子溶液の粘度??と思われるかも...続きを読む

Qグラム当量 当量 当量数 について

当量について少し考えがこんがらがったのですが、

当量=分子量/n であり、単位は(g/eq)
このeqがグラム当量数を表していて、eq=g/当量・・・(1)

だと思うのですが、グラム当量数に単位ってあるんでしょうか?

また本には、酸塩基反応での1グラム当量とはH+1モルをだすか、またはこれと反応するのに要する物質をグラム単位で表した重量のことである。 と書いてあるのですが、1グラム当量というのはグラム当量数もしくは当量とは違うのか?と思いました。

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少し考えがごちゃごちゃしていて意味不明なことを書いていると思いますが、どうか「当量」「グラム当量(数)」についてくわしく教えていただければと思います。

Aベストアンサー

当量という単位はある意味で便利な単位ですがあいまいさもあります。
現在はあまり使わなくなっています。
物質量の単位、モルと似た単位ですが場面ごとに1当量の意味が異なります。場面を限定しないと混乱する可能性があります。

当量が現在使われなくなっていますので使い方が整理されていません。昔の使い方が残ったままです。
グラム当量という表現は混乱の元ですね。今となっては辞典を引いても当量の意味しか載っていません。「グラム当量」の説明は見つかりません。

>当量=分子量/n であり、単位は(g/eq)
このeqがグラム当量数を表していて、eq=g/当量・・・(1)

当量equivalentというのは相当量ということです。モルと同じような物質の量です。物質のまとまりです。質量でも個数でもありません。

「1モルの質量は?」と訊かれれば「~g」と答えます。「1モルの個数は?」と訊かれれば「~個」と答えます。1モルの単位は「g」でも「個」でもありません。あるまとまりを1モルと言うのです。当量も同じです。「1当量の質量は?」と訊かれれば「~g」と答えます。

「当量=分子量/n」ではありません。いくつも混乱があります。
「1当量の質量=1モルの質量/n」です。
質量をgで表す時、1モルの質量は分子量と同じ数値になります。でも「分子量≠1モルの質量」です。異なる量ですから「=」ではありません。(これは現在も混乱して使われているものです。当量に関しての混乱には昔の混乱と現在まで残っている混乱が重なっています。)

「eq」は当量の単位です。物質量を「mol」で表すのと同じです。
1mol,2mol,・・・というのと同じように1eq,2eq、・・・と言えばいいはずです。1モル、2モル、・・・に対しては1当量、2当量、・・・です。
ところが1当量の意味で1グラム当量と「グラム」をつけて呼ぶので混乱します。(「1グラム当量の質量は~g」という表現を使っていた記憶があります。昔は1グラム原子とか1グラム分子とかいう表現もありました。モルに一本化されて使わなくなったと思います。)

まとめます。

「1グラム当量」と「1当量」は同じものです。
(この「1グラム当量」が「1グラム当量の質量」と混同して使われているのです。「グラム」が付いているので質量を表しているのではと考えたくなるというのが混乱の元です。)

「グラム当量数」と「当量数」とは同じものです。
(「モル数」という表現に対応します。でもこの「モル数」という呼び方自体、「?」が付くものです。「モル数はいくら?」ではなくて「物質量は~モル?」です。「長さは~m?」と訊く代わりに「m数は?」と訊いているのと同じ使い方ですから「?」がつきます。)

>酸塩基反応での1グラム当量とはH+1モルをだすか、またはこれと反応するのに要する物質をグラム単位で表した重量のことである。

上に書いたことで言うとこれには混乱があります。
「酸塩基反応での1グラム当量とはH+1モルをだすか、またはこれと反応するのに要する物質の量である。」
と書き直す必要があります。
このことから「塩酸1モルは1グラム当量」、「硫酸1モルは2グラム当量」という表現がでてきます。質量(重量)は関係ありません。

昔使った記憶で書いています。
間違っているかもしれません。

当量という単位はある意味で便利な単位ですがあいまいさもあります。
現在はあまり使わなくなっています。
物質量の単位、モルと似た単位ですが場面ごとに1当量の意味が異なります。場面を限定しないと混乱する可能性があります。

当量が現在使われなくなっていますので使い方が整理されていません。昔の使い方が残ったままです。
グラム当量という表現は混乱の元ですね。今となっては辞典を引いても当量の意味しか載っていません。「グラム当量」の説明は見つかりません。

>当量=分子量/n であり、...続きを読む

Q熱硬化性樹脂の特性

熱硬化性樹脂(高分子)を規定の温度、時間を掛け硬化させた後
オーブンから樹脂を取り出し、冷まします。
その後、再度オーブンの中へ入れると(温度はガラス転移点以下)樹脂は結晶化するものですか?
樹脂の物性はどのように変化するんですか?
それとも、変化しませんか?

Aベストアンサー

熱硬化性樹脂は結晶化しません。
ナイロンなどの結晶性高分子は、分子が鎖状であるため、ある部分で配列が規則的にそろい、結晶化します。

しかし、熱硬化性樹脂は分子が立体網目状(ジャングルジム状)になっていますので、結晶化することはありません。結晶化は、熱可塑性プラスチックに限られます。

で、一度硬化した熱硬化性樹脂をTg付近まで加熱すると、以下のことが起こります。
○柔らかくなる。
○柔らかくなったため、最初の硬化反応のときの局部的な残留応力が除去される(アニーリングと言います)。
○残留硬化剤や残留モノマーの反応が進み、架橋密度が増加する。

で、これを室温にもどすと、冷えて固くなります。すると、元よりも架橋密度が高くなっているので、1次硬化直後よりも固さや弾性率が増加しています。

そんなわけで、分子構造が変わりますので、物性も少しずつ変化しますね。

Q高分子共重合体のTg算出方法について

現在,共重合でポリマーを合成しています。
共重合ということで,モノマー(1),モノマー(2),モノマー(3)を組成X:Y:Zで重合しています。

ここからが問題なのですが,
そのとき1,2,3それぞれのホモポリマーTgの値から上に記した組成比を持つ共重合体のTgを算出することは可能なのでしょうか?
どうやら組成と重量がポイントらしいですが,具体的な計算式がわかりません。
知っている方,あるいは詳しく説明されているサイトを知っている方がいましたら教えて下さい。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

FOX式において式中のTは原材料、または共重合体や混合物のガラス転移温度を意味していますが、全てケルビン(K)です。摂氏(℃)ではありません。

左辺は共重合体のTgの逆数、つまり1/Tgになっています。

右辺のWa,Wb,・・は、a成分、b成分、・・・の重量分率ですからWa,Wb,・・の総和は1になります。

具体的にa成分70gとb成分30gとを共重合した場合にはWa=0.7 Wb=0.3となります。
dentouさんがはじめに考えられたようにWa,Wbを重量そのものにしてしまうと70gと30gの共重合体と140gと60gとの共重合体では異なった計算値になってしまいます。当然、同じになるはずですよね。
重量そのものを代入するのであれば、左辺の分子を1ではなく、共重合体の全量にしなければなりません。
また、重量%を代入するのであれば、同じく左辺の分子を100にしなければなりません。

ところで、ガラス転移温度は沸点や融点などの1次転移点ではなく2次転移点なので、測定方法や測定条件によって変動してしまいます。
どの測定法法で、どの条件が真のTgなのか?
ということも本当は考えなければならないかも知れませんが、そのような細かいことを無視すると、感覚的にFOX式で求めたTgは、文献値からの誤差が5~10℃位ではないでしょうか。
この程度の誤差を大きいと見て使えないと考えるのか、十分有効と考えるのかはお任せします。

私としては、Tgそのものがばらつく指標であるし、推定値としては工学的に十分役立つのではないかと感じています。それ故、種々の書物に引用されているのだと思います。また、非常に有名な式でもある訳です。

FOX式において式中のTは原材料、または共重合体や混合物のガラス転移温度を意味していますが、全てケルビン(K)です。摂氏(℃)ではありません。

左辺は共重合体のTgの逆数、つまり1/Tgになっています。

右辺のWa,Wb,・・は、a成分、b成分、・・・の重量分率ですからWa,Wb,・・の総和は1になります。

具体的にa成分70gとb成分30gとを共重合した場合にはWa=0.7 Wb=0.3となります。
dentouさんがはじめに考えられたようにWa,Wbを重量そのものにしてしまうと70gと30gの共重合体と140gと60gとの共重合体...続きを読む

Q高分子の多分散度Mw/Mnについて

Mn=Σ(Mi×Ni)/ΣNi

Mw=Σ(Ni×Mi^2)/Σ(Ni×Mi)

であって、Mw/Mnが高分子の多分散度となりますが、
どうして、そのようになるのでしょうか?

定義であると言われれば、それまでかもしれないですが、
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

定義です。
と言ってしまえばそれまでですので、少し実情を。

まず高分子はいろんな分子量の集合体と言うことを理解しているとして話を進めます。
そのとき、その平均分子量の決定にいろいろな方法があります。
例えば膜浸透圧法や光散乱、GPCなどがあります。
そして同じ試料でもその測定法によって平均分子量が異なることが知られています。(質問にあるMnやMwのことです)
当然、MnとMwの定義式が違うので異なる平均値分子量が出るのは当然ですが、唯一MnとMwが一致する場合があります。
それは、全ての分子の分子量が同じ(分子量分布を持たない)場合で、そのときMw/Mn=1となります。
逆に、分布が広いときはMnとMwの値は大きく異なるので、Mw/Mnの値は大きくなります。
そこで、Mw/Mnを分子量の分布を示す値として広く使われています。

Qアクリレートとは

アクリレートとはどういったものでしょうか?

その意味を『エネルギー電子線照射により硬化させたもの』との表現を見ましたがすべてのアクリレートがそれに当てはまるのでしょうか?

『ポリアクリレート系の繊維』と書かれてた文章を見たときにイメージ出来なかったので。

Aベストアンサー

ポリアクリレートというのは、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルを付加重合させて作ったものです。いわゆる「アクリル」と同等のものと考えて良いでしょう。

>その意味を『エネルギー電子線照射により・・・がそれに当てはまるのでしょうか?
『 』の部分はポリアクリレートに対して行った加工処理のことであり、素材そのものの話ではないと思います。

アクリレートというのは、化学的には、アクリル酸のエステルまたは塩という意味しかありません。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%82%AF%E3%83%AA%E3%83%AB%E6%A8%B9%E8%84%82


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