直鎖/分岐 PP ブレンドのレオロジー特性
山形大工 ○鈴木靖宏、佐藤晶群、杉本昌隆、谷口貴志、小山清人

Rheological Property of linear/branch PP Blend
Yasuhiro SUZUKI, Akitomo SATO, Masataka SUGIMOTO, Takashi TANIGUCHIand Kiyohito KOYAMA
Dep. of Polymer Science and Engineering, Yamagata University, Jonan 4-3-16, Yonezawa, 992-8510, Japan

3Log (Rg) (nm)ABSTRACT:
PP is not suitable for processing with free surface
such as blow moulding, vacuum moulding andfoaming, because molten PP has low melt strength.
To overcome this problem, PP was improved forhigh melt strength. One example is electron beamirradiated PP that shows strain hardening inelongational flow owning to a small amount ofbranching chains. It has been said that, the modified
PP has good processability.
To modify PP in a post-polymerization process
drive up costs to produce. Therefore, branched PP issometimes mixed with conventional linear PP toreduce the cost of PP fabrications. In this study, we
have investigated the rheological property oflinear/branched PP blends.

2PP-B
LinearPP
1456789Log (M) (g/mol)

Fig.1 Gyration radius of PP-B andlinear PP at each molecular weight
PP-A と PP-B の溶融ブレンドは二軸混練機(東洋精1.緒言:機製、ラボプラストミル)を用いて、混練温度 190(ºC)、本研究では高溶融張力化のために、電子線照射す混練時間 5(min)、スクリュー回転数 50(rpm)で行っることにより分岐構造を付与されたポリプロピレンとた。

従来型のポリプロピレン(PP)との溶融ブレンドサンプ

ブ レ ン ド 率 は 分 岐 PP で あ る PP-B の 割 合 がルのレオロジー特性について報告する。

0,10,30,70,100(wt%)で行った。

2.実験:

実験条件:

試料:

測定は一軸伸長粘度測定、動的せん断粘度測定を

PP-A: 従来型 ポ リ プ ロピレ ン、 Mn=106k(g/mol),

行った。それぞれの測定条件は以下に示す。

Mw=460k(g/mol) , MFR=0.5(g/10min).

一軸伸長粘度測定：メルテンレオメータ(東洋精機製)を用いて、測定温度 180ºC、伸長速度 0.05~1、シPP-B:電子線照射により長鎖分岐構造を付与させたリコンバス中にて測定を行った。サンプル形状は径

ポリプロピレン、MFR=3.0(g/10min), 分岐構造を確が 3~4mm の円柱状のものを押出し成形により成形認するため、GPC-MALS により各分子量における慣したものを用いた。

性半径の測定を行った。その結果を Fig.1 に示す。
Fig.1 より、それぞれの分子量における PP-B の慣性

動的せん断粘弾性測定：ARES(TA Instruments Co.,

半径が直鎖 PP のそれより小さいことが分かる。これLtd.)を用いて、測定温度 180(ºC)、ひずみ 5(%)、周は分岐構造を持つポリマーの特徴である。

波数 0.01~100(rad/s)、チッソ雰囲気下において測定を行った。ジグ形状は 25(mm)パラレルプレートを用い、ギャップは約１(mm)とした。サンプルはミニテスト
5(min)で成形した。

3.結果と考察:107
PP-B/PP-Ao

T=180 C

610

neat

Strain-Hardening Degree

プレス機(東洋精機製)を用いて 190ºC、プレス時間

1.5
100/0

170/30kneadedneat

PP-B/PP-A
0/100
10/90
30/70
70/30
100/0
100/0

0.6

0.8

10/90

0.5

0/100

5

1000/100

0

104
100.2

0.4

Elongational Rates (s-1)

1Fig.3 Degree of strain-hardening for eachsample at elongational rates.

〜

5〜

10/90

また、動的せん断粘弾性測定より得られた各サンプ

104ルの貯蔵弾性率 G’について Fig.4 に示す。

105

30/70

410106105104〜〜
105
70/30

410〜〜
105
4G' (Pa)

Elongational Viscosity (Pa s)

kneaded
100/030/70

kneaded

10PP-B/PP-A0/100
10/90
30/70
70/30
neat
100/0
kneaded
100/0100/01031025〜10 〜

neat
4

10100/010-2

10-1

100101102

ω (rad/s)

103
10-1

100

101102

Fig.4 Storage modulus of each sample fromshear viscoelasticity measurement.

Time (s)Fig.2 Uniaxial elongational viscosity of each blend
sample under constant elongational rates at 180ºC.
Solid lines represent the three times of shearviscosity.

す。ブレンドサンプルはそのブレンド率によらずひずFig.2 にそれぞれのサンプルの伸長粘度特性を示す。の破断ひずみが小さく、PP-A のブレンド率が高くな

PP-B を含むサンプルは、すべてのブレンド率でひずるほど伸長時の破断が起こりやすくなる。そのためみ硬化性を示す。

PP-B のブレンド率が低い 10,30(wt%)では、高ひずひずみ硬化の度合いを比較するため以下の式よりみ速度において破断のためひずみ硬化度が低くな

求めたひずみ硬化度(SH)のグラフを Fig.3 に示す。っているようである。また長鎖分岐を持つ PP-B は混SH =d ln (η E / 3η *)dε

ここで、SH はひずみ硬化度、ηE は一軸伸長粘度、η*はせん断粘度、εはひずみである。

Fig.3 にそれぞれのサンプルのひずみ硬化度を示
み硬化性を示す。また、PP-A は PP-B に比べ伸長時練を行うことで緩和時間やせん断粘度、伸長粘度が低下する。これは混練時に分子鎖の切断もしくは配向によって起こると考えられる。
直鎖/分岐 PP ブレンドサンプルの分子量や分子量分布の影響、長鎖分岐 PP の混練による粘度、緩和時間の低下の原因は当日発表にて報告する。