第４部：动态粘弹性特性的测定方法与测定数值的意义

１、基本的考虑方法

２、动特性的测定⇒计算

1）动态特性试验仪

2）Rubber材料的力学Model

将粘弹性体置换成弹簧与Dash Pot，现在为VoigtModel

３、试验装置的构成例

• 右图为装置构成例（拉拔模型）。
• 试验片用夹具固定，用加热器进行加热的同时，从载荷发生部通过探头对试验片施加应力。
• 该应力作为一项测定条件被设定好，根据频率
• 作为正弦波力，使试验片的变形振幅保持一定。
• 由该正弦波力产生的试验片的变形量可以通过
• 位移检出部测定出来，再根据施加在试验片上的应力与测定出来的变形量，来计算出弹性率以及粘性率等各种粘弹性量，再作为温度又或者时间相关的函数输出。

４、试验方法与Data

• 通过使用不同的变形模型，可以适用于更广范围的材料的试验。
• 作为变形模型，有拉拔、压缩、两端夹持梁弯曲，3点弯曲，又或者剪切变形等模型，可以根据试验片的形状以及弹性率，又或者根据测定的目的来进行选择。
• 可以测定以下试验片的粘弹性特性
• －储藏弹性率：E’、G’、
• －损失弹性率：E”、G”、
• －损失正接：tanδ(=E”/E’)

等的温度依存性以及频率依存性。

・通过温度分散测定，不仅仅可以分析玻璃转移点温度以及弹性率的温度依存性，可以通过同时测定温度分散・频率分散，来观测包括玻璃转移在内的各种缓和现象，从而获取高分子的分子构造以及分子运动相关的信息。

５、测定Data的意义

（１）　储藏弹性率・损失弹性率与损失正切

一般的动态粘弹性试验装置都拥有测定储藏弹性率E’（ω）与损失弹性率E’’（ω），或者损失正切tanδ的功能。

其中，E’（ω）表示弹性性质，E’’（ω）以及tanδ表示粘性的，即Energy的损失的性质。如图所示，将正弦的变形振幅ε0作为力输入，其应答与应力振幅σ0带有相位差δ时，上记诸项可以通过下面的式子进行计算。

（２）损失正切loss tangent

往粘弹性体上施加正弦应力又或者正弦变形时的振幅－时间曲线上的应力最大值/变形最大值(0ptimum stress/optimum Strain)的比如以下式子所示（参照右图）。

这里，tanδ为移动的损失正切。也称作损失角(loss angle)。

完全弹性体的时候，tanδ为0，粘性越强越大。也就是表示了每1cycle下的Energy消耗的大小。

动态复数弹性率Ｅ*像如图４所示呈为直角三角形的斜边，邻边与对边分别是储藏弹性率Ｅ’、损失弹性率Ｅ”。斜边与邻边的狭角δ是应力波形与变形波形的相位差。

Af=最大应力

Ae=最大变形

Hysteresis Loss=

扩展阅读：

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