高分子ネットワークの弾性に対するトポロジー保存の効果

Abstract

本稿は,高分子ネットワークの弾性について,ネットワークのトポロジーが変形の際に保存されるという観点から研究した結果の報告である.ネットワークの変形時におけるそのトポロジーの保存に着目したモデルとしては,Graessley and Pearsonによる理論[1]があるが,本研究もそれを基礎に置いている.以下,このモデルをG-P modelと呼ぶ.今回の研究では,G-P modelを拡張した模型に関して,そのMooney-Rivlinプロットと応力ー伸長曲線を導いた.良く知られているようにゴムの弾性では,経験則であるMooney-Rivlinの式が成り立つ.この拡張模型を仮定した計算からは,Mooney-Rivlinの式が成り立つ高分子ネットワークでは,ループの絡み合いがそれほど多くは存在しない事が示唆された.そして,微小変形においては,絡み合っていないループの相互作用が系の弾性に主な寄与をするが,変形がある程度大きくなると,高分子鎖の絡み合いの影響が強く表われる事が推測される.しかし,今回の拡張模型からは,1軸および2軸変形の両方共が実験結果と一致する場合は見つからなかった.