異種金属ブレンド系アイオノマーのレオロジー特性に与えるブレンド比の影響（山形大工）（学）○西尾美帆子 （正）西岡昭博 （正）影山辰宏（正）滝本淳一 （正）小山清人
Effect of Blend Ratio on Rheological Properties of Ionomers.
Blend
Keyword:Ethylene ionomer, Dynamic shear viscosity, Blend, gyRheolo
1.緒言

エチレンーメタクリル酸共重合体

アイオノマー樹脂は、ベースとなるポリマーの（EMAA:Mw=94,500,Mw/Mn=4.9,

MAA含量:側鎖や主鎖に少量のイオン基をもち、これを部分5.4mol%）である。今回用いた試料は、上記的に金属イオンで中和してできる材料の総称であのEMAAをMg金属イオンにより全体のカルボンる。その中でエチレンと不飽和カルボン酸（メタ酸の54%を中和したもの（以後EMAA-Mgとクリル酸やアクリル酸）との共重合体をベースとする）と、同様にZn金属イオンにより全体のカするエチレン系アイオノマーは、現在工業的に最ルボン酸の59%を中和したもの（以後EMAA-Znも多く使われている。アイオノマーの主な特徴にとする)である。ブレンドは、ラボプラストミル

部分的に存在する金属イオンによって生じるイオ（東洋精機製）により200℃で行った。この2つン結合性架橋がある。このイオン結合による高分の試料から混練比の異なるサンプルを6種類準備

子鎖間の架橋は温度に強く依存する。溶融状態にした。混練比は、EMAA-Mg:EMAA-Znの試料おけるエチレン系アイオノマーのレオロジー特性を金属イオンのモル数の比で、それぞれについては詳しく調べられている。しかし異種金(1)4:1(81.38

属イオンがブレンドされているアイオノマーの溶31.40(wt%)),(3)1:1(52.21

融物性についてはほとんど明らかにされていな(4)1:2(35.33い。我々はEMAA-Na/EMAA-Znのブレンドの78.55(wt%)),(6)5:95(5.44[1]レオロジー特性について研究している 。このブ::18.62(wt%)):,47.7964.67(wt%)),:(2)2:1(68.60:(wt%)),(5)1:4(21.4594.56(wt%):)とした。ここでカッコ内は重量比をあらわす。

レンド系では、溶融粘度がブレンド比に比例して試料は測定前に水分の影響を取り除くため、ペ[2]増加しないことを明らかにした。

レット状態で80℃で7日以上減圧乾燥した 。測そこで本研究ではZnイオンおよびMgイオンで定試料の形状は、ディスク状とした。サイズは直中和されたエチレン系アイオノマーを、互いにそ径15mm、25mm、50mm、厚さは全て2mmにれぞれブレンドした。これによって、ブレンド比した。成形条件は、プレス機（東洋精機製miniの違い・ブレンドする金属イオンの種類の違いがtest

せん断下のレオロジー特性に与える影響を明らかある。

press-10）で温度190℃、圧力150kg/㎠でにすることを目的とした。
2-2
2.
2-1

試料と実験

実験

動的せん断粘弾性測定を行った。実験装置はレ試料

オメトリック社製ARESにて行った。基準温度をエチレン系アイオノマーは三井・デュポンポリ140℃とし、20℃おきに200℃まで測定を行っケミカル社製のものを用いた。ベースポリマーはた。この測定よりマスターカーブを作成した。周波数は10-2˜102(rad/s)の範囲で行った。それぞ4Mihoko NISHIO*, Akihiro NISHIOKA,
れのサンプルは直径15mm、25mm、50mmのTatsuhiro KAGEYAMA,Jun-ichi TAKIMOTO パラレルプレートで測定を行った。
and Kiyohito KOYAMA
Faculty of Engineering Yamagata
3. 結果と考察
University,4-3-16 Jonan Yonezawa 992-8510
図1にEMAA-Mg:EMAA-Zn = 1:2の試料の動Tel:0238-26-3058 Fax:0238-26-3411
的粘弾性測定結果を示す。基準温度を140℃としE-mail:nishio@ckpss.yz.yamagata-u.ac.jp

66101014510G',G"(Pa)4h(Pa-s)

10310410●■◆▲210110-410-3-21010-110140℃
160℃
180℃
200℃
010w(rad/s)

3110Activation energy(J/mol) ×1045101210864
EMAA-Mg/EMAA-Zn
EMAA-Na/EMAA-Zn

2102010204060
EMAA-Zn(wt%)

80

100

Fig.1 Master curve for EMAA-Mg/ EMAA-Zn

Fig.3

Activation energies for various binary blends(ionratio is 1:2). The reference temperature is 140℃.

of EMAA-Mg and EMAA-Zn andfor various binary
blends of EMAA-Na and EMAA-Zn.

710EMAA-Mg/EMAA-Zn
EMAA-Na/EMAA-Zn

図３はEMAA-Mg/EMAA-Zn系とEMAANa/EMAA-Zn系の活性化エネルギーを、ブレンド比の違い・金属イオンの種類で比較した。

60h

EMAA-NaとEMAA-Mgの単体では、互いの活10性化エネルギーは大きく異なる。一方、それぞれのブレンドサンプルではEMAA-Znのブレンド量に対して金属イオンの種類に関係なく活性化エネルギーがほぼ同様な傾向となることがわかった。
5100204060
EMAA-Zn(wt%)

801004.まとめFig.2 The Zero-shear viscosity for EMAA-54Mg,

ブレンド比を変えたEMAA-MgとEMAA-ZnにおEMAA-59Zn and these blends and for EMAA-54Na,

いて、せん断粘度に与える影響を検討した。

EMAA-59Zn and these blends from Master Curve.

(1)動的粘弾性測定結果には、140℃から200℃の範囲において、各サンプルとも温度ー時間換算則た時のマスターカーブである。この図から、200が成立した。

℃までは温度ー時間換算則が成立していることが(2)EMAA-Mg/EMAA-Znのブレンド比とゼロせわかる。他のすべてのサンプルにおいても、ん断粘度の関係はEMAA-Na/EMAA-Znのブレ同様なマスターカーブが得られ、温度ー時間換算ンドの場合と同様の傾向があることがわかった。

則が全てのサンプルで成立することを確認した。

(3)EMAA-Mg/EMAA-Znのブレンド比と活性化

図2は図１の動的粘弾測定で得られた各サンプ

エネルギーの関係はEMAA-Na/EMAA-Znのブルのゼロせん断粘度を示した。 比較のため、レンドとの場合と同様の傾向があることがわかっ

我々が以前明らかにしたEMAA-54Na/EMAA-

た。

59Zn系のゼロせん断粘度も同時にプロットした[参考文献][1]。この図から粘度はEMAA-Znの添加量に比例[1]Nishio M et.al,J.Soc.Rheol.Jpn , 30, 3(2002) (in

して増加していないことがわかる。EMAA-print)

Na/EMAA-Zn系ブレンドのゼロせん断粘度と同[2]西岡昭博、山形大学博士論文（2000）[1]

じ傾向になった 。