PVC/可塑剤系における伸長レオロジーの温度依存性
山形大学 ○平山健太郎、青木雄二、杉本昌隆、谷口貴志、小山清人

Temperature Dependence of Elongational Rehology of PVC/Plasticizer System
K . Hirayama , Y . Aoki , M . Sugimoto , T . Taniguchi , K . Koyama
Yamagata University

ABSTRACT : The dynamic viscoelasticity and2. 実験方法

elongational viscosity of PVC/di-octyl phthalate

Mw1.02105、Mw/Mn2.02 の PVC と可塑剤と(DOP) having PVC content of 20 wt% were

してフタル酸ジオクチル(DOP)を用いた。PVC がmeasured at various temperatures. From the dynamic

20 wt%、DOP が 80 wt%になるようにテトラヒドviscoelasticgel

ロフラン(THF)溶液を調整し、攪拌を約２週間行Belowった。その後、約 2 週間をかけて THF を揮発さ

Tgel, the elongational viscosity of the PVC/DOP

せて PVC/可塑剤系を調整した。この試料の動的

exhibited strain hardening and did not depend on

粘弾性測定と一軸伸長粘度測定を ARES (TAstrain rate. The stress decreased steeply withInstruments)を用いて行なった。尚、動的粘弾性測

elevating temperature. These changes in elongational

定は線形挙動の範囲内で行った。

measurements,

thecriticaltemperature (Tgel) was found to be 150 C.

rheology are attributed to the gradual disappearanceof the PVC crystallites worked as the cross-linkingjunctions.

3. 結果と考察
Fig. 1 に PVC/可塑剤系の G  の周波数分散曲線を示す。臨界ゲル温度(Tgel)では

1. はじめにポリ塩化ビニル(PVC)は可塑剤を添加することG ( )  G ( )   n(1)

G() / G()  tan   tan(n / 2)(2)で硬質から軟質の材料となるため非常に幅広いの関係が成立することが報告されている。1), 2) こ分野で用いられている。また PVC/可塑剤系は、れまで PVC/可塑剤系の臨界指数 n の値は 0.75 で物理架橋ゲルを形成することが知られているが、あることが報告されている。3) – 5) Fig. 1 に示した試料の作製方法や熱履歴によりその性質が大き150℃における G  の両対数プロットの傾きがく変化する場合がある。しかし、一般的に PVC/0.75 であることから 150℃が Tgel であると考えら

可塑剤系は高温で PVC と可塑剤の熱混練によりれる。

作製されているため、熱履歴は不明確である。ま次に Tgel 以下での一軸伸長粘度測定の結果を示たそれらの伸長レオロジー挙動は、ほとんど明らす。Fig. 2 と Fig. 3 に、60℃と 135℃の一軸伸長かにされていない。そこで本研究では、溶媒キャ粘度曲線を、Fig. 4 には 60℃、100℃、135℃の応スト法により熱履歴を制御した試料を作製し、そ力-ひずみ曲線を示す。Fig. 2 と Fig. 3 から伸長粘の伸長レオロジー挙動を調べることを目的とし度のひずみ硬化性を示すことがわかる。この結果た。

は溶融混練試料による過去の研究と一致した。6)

これは Tgel 以下では PVC/可塑剤系中の微結晶が7擬似架橋点になり、網目構造を形成しているため、10

伸長粘度の急激な増大を示したと考えられる。

線はほぼ一致した。このことより本試料は 135 C510・+度、0.1、0.3、1.0s における伸長応力-ひずみ曲0.3・以下ではひずみ速度に依存しないことがわかる。

1.04E-1 (t,) [Pa s]

Fig. 4 に示すように、測定した三種類のひずみ速0.1 [1/s]

61010310-1

また、0.1～1.0 s のひずみ速度範囲では架橋ゴム
210-210と非常に似た挙動を示していると言うことがで10-1010きる。また、Fig. 4 より弾性率は昇温とともに低101210t [s]下していることがわかる。これは PVC/可塑剤系の架橋形成点である微結晶の数が Tgel に近づくに

Fig. 2 Time dependence of uniaxial elongational

つれて次第に減少していくためと考えられる。

viscosity at various strain rates at 60 C.

4. 文献

6101) H.H.Winter, F.Chambon, J. Rheol., 30, 367

0.1 [1/s]

5102) F.Chambon, H.H.Winter, J. Rheol., 31, 684(1987)

 (t,) [Pa s](1986)
・0.3
410+3) K. te Nijenhuis, H. H. Winter, Macromolecules, 22,E・

1.0

3102411 (1989)

104) L. Li, Y. Aoki, Macromolecules, 30, 7835 (1997)

101105) L. Li, Y. Aoki and M. Kakiuchi, Macromolecules,-2-110100121010t [s]31, 8117 (1998)
6) M. Sugimoto, H. Hida, T. Taniguchi, K. Koyama,Fig. 3 Time dependence of uniaxial elongational
viscosity at various strain rates at 135 C.

Y. Aoki, Rheol Acta, 46, 957, (2007)

510

7106105104103

10260℃

4Stress [Pa]10G' [Pa]103

10260℃
80℃
100℃
120℃
135℃
140℃
150℃
160℃

101

100Tgel

10-1

10010101210

[rad/s]

0.1 [1/s]
0.3
1.0

100℃
135℃-21010-1010110Hencky Strain

Fig. 1 Storage modulus G plotted against angularFig. 4 Relation between stress and Hencky strain

frequency  for various temperatures.

at various temperatures and various strain rates.