ポリプロピレン溶融物の毛細管流動現象

第1報非ニュートン性と末端補正

抄録

市販ポリプロピレン (分子量2.39×105, n-ヘプタン抽出残分98.5%) 溶融物の毛細管流動時における非ニュートン性と末端効果を検討した。高化式フローテスターを利用し, 形状の異なるダイ (L/R=2-30の8個のストレートダイ, テーパー角θ=5-90°の5個のテーパーダイ, L: ダイの長さ, R: ダイの半径) を用いた。ずり速度D_N-ずり応力τ_ap間には, D_N=k'τ_ap^Napで表わされる指数則が成立する。ストレートダイの末端補正係数ν はBagley法およびその類似法で決定した。実験的にν∝1.30 log D_Nが成立する。ストレートダイでは見かけの非ニュートン性指数N_apはダイの形状に依存するが, 末端補正をして求めた真のNは2.9±0.2でダイの形状に依存しない。テーパーダイの効果を定量化するためテーパーに原因する末端補正係数ν_TPを求めた。テーパー角θ=20°でテーパーダイのエネルギー損失は最小を示した。Spiral流れが生ずる臨界ずり応力τ_cは末端補正をすると, ストレートダイでは一定 (1.1×10⁶dyne/cm²) となった。テーパーダイの臨界ずり応力はテーパー角に依存しθ=20°で最大となった。Bagleyのずり弾性率決定法はポリプロピレンでは適用できない。