アイオノマーの中和度が無水マレイン酸変性 PP
ブレンド後のレオロジーに及ぼす影響
The influence of neutralization on melt rheology
of ionomer /maleic anhydride polypropylene（山形大工）○（学）小泉琢仁、（学）植松英之、（正）西岡昭博、（正）杉本昌隆、（正）谷口貴志、（正）小山清人
The purpose of this study is to clarify the rheological properties of maleic anhydride polypropylene(MAPP)/ionomer(polymer has a few metallic ion) blends.
We measured unaxial elongational viscosity and dynamic viscoelasticity of the blends and researched
the influence of ionomer blends on strain hardening of MAPP.
Key words : ionomer ,blends, rheorogy, interaction

1.緒言じると考えた。本研究の目的は EMAA-Na 添加

高分子鎖に少量の金属イオンをもつポリマーをが MAPP のレオロジーに及ぼす影響を明らかにアイオノマーという。アイオノマーはイオン基のする事である。

集まりであるイオン凝集体を形成する事で、力学

2.実験的性質が向上する点に特徴がある１ ）。

[サンプル]

一般的なアイオノマーの一つであるエチレン系サンプルとして、MAPPとEMAA-Naを用いた。

アイオノマーはエチレン-メタクリル酸共重合体

MAPPは三井化学、EMAA-Naは三井・デュポンのメタクリル酸部を金属イオンNa+もしくは、Zn+ポリケミカル社製のものを用いた。 EMAA-Naにより一部イオン化(中和)したポリマーである。

は金属成分の量が 20％と 54％のもの二種類使用+

西岡らは、Na 中和のエチレン系アイオノマー（以した（以後E20Na、E54Naと書く）。ブレンドは後EMAA-Naと書く）とスチレン-メタクリル酸共二軸混練機（KZW-30、L/D＝45）を用いてバレ重合体（以後StMAAと書く）をブレンドする事にル温度 200oC、回転数 100rpmで行った。各サン

よってEMAA-Naのひずみ硬化性が顕著となった

プ ル の 詳 細 は Tab le

事を報告している

２）。ひずみ硬化性が顕著となっ１に示した通りである。

た理由として彼らは、イオン凝集体内の金属イオ
ンNa ＋ にStMAAの COOHが配位し、EMAA-Naとリプロピレン（以後MAPPと書く）もまた容易にTable 1: Sample composition and code
MAPP E20Na E54Na
Code(wt%)
01000
MAPP
09010
MAPP/E20Na(90/10)

COOHを形成すると考えた。よって、MAPPへMAPP/E54Na(90/10)の EMAA-Na 添加によっても上述の相互作用が生[実験条件]StMAAとの間に強い相互作用が生じたためと述べている。我々は無水マレイン酸が容易に開環しCOOHを形成する事から、無水マレイン酸変性ポ

Takumi KOIZUMI*, Hideyuki UEMATU, Akihiro
NISHIOKA,
Masataka
SUGIMOTO,
TakashiTANIGUCHI and Kiyohito KOYAMA
Depertment of Polymer Science and Engineering,
Yamagata University *4-3-16 Jonan Yonezawa,
Yamagata, JAPAN 992-8510 Tel: 0238-26-3058,
Fax:0238-26-3411
E-mail: koizumi@ckpss.yz.yamagata-u.ac.jp

90010

一軸伸長粘度測定と動的粘弾性測定を ARES（TAInstruments 社製）で行った。全ての測定は窒素雰囲気下で行った。

３.結果と考察
10

Figure1(a)~(c)は各サンプルの一軸伸長粘度挙動

6(a)MAPPを示したものである。図中の実線はせん断粘度のに MAPP の一軸伸長粘度挙動を示す。図より
MAPP は高ひずみ速度側で若干のひずみ硬化性を示した。次に Figure1(b),(c)に MAPP/E20Na(90/10)、

105104η E(Pa・s)３倍から得た線形粘度を表している。Figure１(a)1.0(1/s)0.5(1/s)0.3(1/s)3ηE(t)

MAPP/E54Na(90/10)の一軸伸長粘度挙動を示す。いo

170 C

ずれのサンプルも MAPP に比べて、ひずみ硬化性が 強 く な っ て い る 。 こ の 事 か ら 、 MAPP へ の(b)MAPP/E20Na(90/10)がある事がわかった。さらにこの効果は E54Na より も 中 和 度 の 低 い E20Na を 添 加 し た
MAPP/E20Na(90/10)の方が顕著であった。Figure2

ηE(Pa・s)

EMAA-Na 添加は、ひずみ硬化性を増大させる効果に動的粘弾性測定より得られた貯蔵弾性率 G’の周510波数分散を示す。高周波数側において、全てのサo

170 C

ンプルは同様の緩和挙動を示した。一方、低周波数側では添加する EMAA-Na の中和度が増加するを示すといわれている。よって、MAPP と比較し5

ηE(Pa・s)を意味する。このようなサンプルはひずみ硬化性E(c)MAPP/E54Na(90/10)

とともに G’が増加し、強い弾性応答を示す傾向となった。これは系の緩和時間が長くなっている事

1.0(1/s)0.5(1/s)0.1(1/s)
3h (t)

410

10

1.0(1/s)0.5(1/s)0.1(1/s)3ηE(t)

410て緩和時間が長くなった MAPP/E20Na(90/10)とMAPP/E54Na(90/10)のひずみ硬化性が強くなっ

o3 170 C
10 -110たと考えられる。

10以上の結果からMAPP/EMAA-Naブレンド系に01t(s)1010

おいて、イオン凝集体内のNa＋へMAPPのCOOHがFigure1:Uniaxal配位し両者の間に、強い相互作用があったと思

oviscosity at 170 C for （a）MAPP,

われる。この相互作用によって緩和時間が長くな(b)MAPP/E20Na(90/10),

りひずみ硬化性が強くなったと考えた。

2elongational(c)MAPP/E54Na(90/10)

４.結論

105104103102101170oC

MAPP への EMAA-Na 添加は、ひずみ硬化性を和度の低い E20Na を添加する方が顕著にあらわれた。
参考文献
１） 矢野紳一, 平沢栄作:アイオノマー・イオン性高分子材料, 1(2003)
２） 西岡昭博,西尾美帆子,杉本昌隆,高橋辰宏,

G'(Pa)

強くする効果がある。この効果は E54Na よりも中MAPP
MAPP/E20Na(90/10)
MAPP/E54Na(90/10)

010 -21010-1010
ω(rad/s)

香田智則,池田進,小山清人：日本レオロジ

ー学会誌,32(1),49〜53(2004)

10

1

10

2

Figure2：G’curves plotted against angularfrequencies

at170oC

for

MAPP,

MAPP/E20Na(90/10), MAPP/E54Na(90/10)