質問: ガラス温度を調整する方法 高分子のガラス転移について質問したいのですが、高分子のガラス温度を上昇させる方法についてどなたかご存知なかた教えてください。ちなみ低下させるには可塑剤を入れると思うのですが、他に良い方法がありましたら教えてください。
回答: ガラス転移温度を上げる目的や対象とする高分子の種類が分かりませんので、一般的なことを記します。 高分子を冷却していくと体積(分子容)は減少していきます。この時、当然ながら質量に変化はないわけですから、体積の減少とは分子鎖の間に存在する自由体積の減少ということになります。 自由体積分率が2.5%にまで減少してしまう温度が、その高分子のガラス転移温度(tg)なので(tgが高い高分子は、高い温度で自由体積分率が2.5%となり、tgの低い高分子は、低い温度で2.5%となるということです。)その高分子よりも沢山の自由体積を持った材料(たとえば、液状物質、可塑剤もその事例)を加えると混合物の自由体積が増加するのでガラス転移温度は低下します。 今回はtgを高めたいわけですから、基本的にはtgの高い(自由体積の少ない)材料を混合したり、共重合すればtgは上昇します。 tgの高い材料を導入する際に、元の高分子との相溶性も大切です。相溶性が悪いと、元の材料と加えた材料の2ヶ所にtgが現れます。 相溶性が良くなるほど、添加量の影響を受けつつ両者の間の所に混合物のtgが現れます。相溶性がよい場合、混合物のtgを予測する経験式が種々提案されていますので、目安を付けるのには便利です。 数式として最も簡単な式はfoxの式だと思います。