10/02/2014
No.0151 ポリマー粒子の弾性率、粒径解析
ナノテクノロジーの進展と共に、ナノ粒子を用いた材料開発への期待が高まっている。ナノ粒子の材質としては金属、炭素、無機材料、高分子、無機－有機ハイブリッドがあるが、ここではアクリル系高分子ナノ粒子に着目し、その形態観察と特性評価の事例を紹介した。材料として高分子を用いることで、粒子形状や粒径分布、密度、粘弾性などの制御が比較的容易になっており、正確な分析データの取得が今後の粒子設計に有用と考えている。 ［なお、本データ取得した高分子(ナノ)微粒子は、すべて綜研化学(株)様からご提供いただいたものである。］
微小圧縮試験による粒子（μm径）の弾性率測定
微小圧縮試験による粒子（μm径）の弾性率測定
独立した粒子1個に対して室温圧縮試験を行い、ヘルツの接触理論を応用して、粒子1個の弾性率を求めた例を紹介する。
同じ材質の、5μm径と10μｍ径の粒子について測定したところ、下表に示すとおり、粒子径によらず同程度の値を示した。
 | 測定弾性率 ／ GPa |
| 粒子A（φ＝5um） | 3.6(0.5) |
| 粒子B（φ＝10um） | 3.4(0.4) |
＊測定n数＝8の平均値、（）は標準偏差、ポアソン比＝0.4を仮
SAXSおよび動的光散乱による粒径分布測定
アクリル系ナノ粒子について、小角X線散乱法(SAXS)により、粒径分布を求めた。平均粒径は14.3nmと算出され、ほぼ設計どおりの粒子が得られている。
引き続き、同じ粒子について動的光散乱法を用いて、比較的高濃度の溶液中における分散状態を調べた。平均粒径は18nm程度で、100nm程度の粒子も存在しており、濃厚溶液中では粒子が一部凝集していることがわかる。
カテゴリー
材料・素材
分類
ナノ材料