2019.06/26 高分子のプロセシング（７）

混練プロセスでは、高分子をマトリックスとした混練物の「混合」と高分子の「練り」が進行している。

「練り」では、高分子の絡み合いが進むのでレオロジーも変化する。加硫ゴムでは、この絡み合いの効果が成形体の物性に現れるが、樹脂ではその効果が現れにくい。

中間転写ベルトの体験は、この「練り」の効果が樹脂に大きく現れた事例である。高分子の混練効果について一般に使われる分配・分散モデルについて説明する。

混練における分散については、二つの形態で考える。

一つは破砕分散（DispersionあるいはDistructive dispersion）で、剪断力の様な大きな力で行われる分散である。

もう一つは単純混合（Simple mixing）あるいは分配分散(DistributionあるいはDistributive dispersion)と呼ばれる分散である。前者を分散混合、後者を分配混合という場合もある。

また、混練では、分散される材料を分散相（Dispersed phase）といい、分散相を分散させたい高分子を連続相（マトリックスあるいは Base polymer）と呼んだりする。

溶液であれば、前者は溶質であり後者は溶媒に相当する。よく体積分率の多い方をマトリックスと称したりするが、分散相が無機フィラーの場合には高分子相（連続相）の体積分率が50%以下でもその高分子相をマトリックスと称する場合もある。

混練過程の分配・分散モデルにおいて、分配混練とは、位置交換を主体とした混練で、破壊を伴わない場合、と説明されている。

一方、分散混練とは、粒子が破壊されて分散が進む過程として説明されている。しかし、実際の混練ではこのような最終状態のように規則正しくならない。

高分子とフィラーを適切な条件で混練した場合には、フィラー表面が高分子でよく濡れるため、さらに高分子の緩和（後述する）もありフィラーの分散では整然とした分散状態の構造をとりにくい。

カテゴリー : 高分子