【「高分子・材料」用語解説基礎知識-011】高分子分野の用語解説
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1. 特性粘度：高分子がc→0のとき、単位濃度の増加が溶液の比濃度または相対粘度の対数に与える寄与。その数値は溶液濃度の大きさによって変わらないが、濃度の表し方によって異なる。2. 遅れ現象：高分子が交番応力の作用を受けると、変形が応力変化に遅れて生じる現象。3.内部損失：変形の変化が応力の変化に遅れて起こる場合、各サイクルごとに仕事が消費されるが、これを内部損失と呼ぶ。4. 溶媒和作用：広義の酸塩基作用とも呼ばれ、溶質分子間の結合力よりも溶質と溶媒分子間の結合力が強いため、溶質分子同士が分離して溶媒に溶解する現象を指す。5. 应力緩和：一定の温度と変形尺度が変わらない状態で、ポリマー内部の応力が時間の経過とともに徐々に減少していく現象。
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動力粘度と特性粘度の間にはどのような関係があるのでしょうか？
動粘度 定義：面積がそれぞれ1m2で距離が1m離れた2つの流体が、1m/sの速度で相対運動する際に生じる内部摩擦力。単位：N•s/㎡（ニュートン秒毎平方メートル）、すなわちPa•S（パスカル・秒）。流体の粘性の大きさを表す物理量で、μと表記される。粘度の数値は、単位速度勾配において流体が受けるせん断応力に等しい。速度勾配は流体の運動における角変形率を表し、したがって粘度もせん断応力と角変形率の比の関係を表す。国際単位系において、粘度の単位はパスカル・秒です。時にはポアズやセンチポアズも使われる（1ポアズ＝10⁻¹パスカル・秒、1センチポアズ＝10⁻²ポアズ）。粘度は流体の性質の一つで、流体によってその値は異なる。同種の流体の粘度は温度と密接に関連しているが、圧力とはほとんど関係がない。気体の粘度は温度が上昇するにつれて増加し、液体では減少する。粘度は実験によって求めることも、粘度計を使って測定することもできる。流体力学の多くの式において、粘度は密度ρと共にμ/ρという形で現れることが多い。そこでv＝μ/ρと定義される。vの単位はm²/秒であり、これは運動学的な単位のみから成るため、動粘度と呼ばれる。ニュートン流体の場合、せん断応力とせん断速度の比は一定であり、これをニュートン粘度と呼ぶ。一方、非ニュートン流体では、せん断応力とせん断速度の比はせん断応力によって変化し、得られる粘度はそのせん断応力下での「見かけの粘度」と呼ばれる。プラスチックは後者のケースに該当する。 測定装置：回転レオメーター、キャピラリーレオメーター
特性粘度 定義：高分子溶液の濃度が薄い場合、その相対粘度の対数値と高分子溶液の質量濃度との比が、その高分子の特性粘度となる。特性粘度（intrinsic viscosity）とは、高分子溶液の濃度がゼロに近づいたときの「比濃粘度」（ηsp/c）または比濃対数相対粘度（lnηr/c）のことであり、すなわち：limc→0 ηsp/c=lnηr/c= となる。特性粘度の値は、高分子の分子量や構造、溶液の温度、および溶媒の性質に依存する。温度と溶媒が一定であれば、同じ種類の高分子においては、その特性粘度は分子量のみに関係する。したがって、相対分子量と特性粘度の間に定量的な関係を確立できれば、特性粘度の測定によって高分子の相対分子量を求めることができる。溶媒と温度が一定の場合、分子構造が同じポリマーにおける相対分子量と特性粘度の関係は、Mark-Houwink方程式によって求めることができる。すなわち：=kMa 計測装置：ウーバー粘度計、毛細管粘度計
特性粘度 定義：高分子溶液の濃度が薄い場合、その相対粘度の対数値と高分子溶液の質量濃度との比が、その高分子の特性粘度となる。特性粘度（intrinsic viscosity）とは、高分子溶液の濃度がゼロに近づいたときの「比濃粘度」（ηsp/c）または比濃対数相対粘度（lnηr/c）のことであり、すなわち：limc→0 ηsp/c=lnηr/c= となる。特性粘度の値は、高分子の分子量や構造、溶液の温度、および溶媒の性質に依存する。温度と溶媒が一定であれば、同じ種類の高分子においては、その特性粘度は分子量のみに関係する。したがって、相対分子量と特性粘度の間に定量的な関係を確立できれば、特性粘度の測定によって高分子の相対分子量を求めることができる。溶媒と温度が一定の場合、分子構造が同じポリマーにおける相対分子量と特性粘度の関係は、Mark-Houwink方程式によって求めることができる。すなわち：=kMa 計測装置：ウーバー粘度計、毛細管粘度計
特性粘度とは、溶液が無限に希釈されたときの比濃粘度のことです； 絶対粘度とは通常の粘度のことで、液体の絶対粘度を実験によって直接測定するのはかなり困難です。通常は、液体の標準液体（例えば水）に対する相対粘度を測定し、標準液体の粘度が分かっていれば、測定対象となる液体の絶対粘度を算出できる。絶対粘度の性質：かつて、センチメートル・グラム・秒法における動粘度の単位である「ポア」や、その100分の1の単位である「センチポア」で表される流体の粘度を、誤って絶対粘度と呼んでいた。実際、それは動力粘度です。その定義は、使用される単位（ポアかSI単位のパスカル・秒か）に依存しない。動力粘度を参照。 粘度がせん断力やせん断速度によって変化しない流体をニュートン流体と呼ぶ。 低分子化合物の溶液と高分子希薄溶液はニュートン流体である。その粘度は絶対粘度と呼ばれる。
高分子の特性粘度と分子量の間には一定の依存関係があり、この関係はMHS（Mark-Houwink-Sakurada）方程式で表すことができる：η^α = KM。ああ、ここではうまく表示されていないが、後ろの方がべき乗を意味する。これは濃度がゼロに近づいたときの比濃粘度の外挿値で、特性粘度と呼ばれる。系によってα値は異なり、手引書で確認することができる
せん断粘度は、せん断応力とせん断ひずみ係数の比に等しい。 ゼロせん断粘度：高分子溶液内の分子や溶融状態の高分子は、まるで乱雑に絡み合った柔らかな糸玉のようであり、各分子鎖はそれぞれ動こうとしているものの、分子鎖同士の絡み合い点が互いの構造の安定を効果的に維持している。そのため、初期には剪断力が非常に小さく、構造物の強度を超えることができず、構造物は依然として維持される。これは粘度が高いままであり、ニュートン流体のように（剪断率に関わらず粘度が一定である）ため、「ゼロ剪断粘度」と呼ばれる。一般的に言えば、ゼロ剪断粘度とは剪断速度がゼロのときの粘度で、通常はη0で表される。実験上では直接測定することはできず、外挿や非常に低い剪断速度での粘度を用いて近似する必要がある。 見かけの粘度とは、非ニュートン流体のせん断応力－せん断速度曲線上の任意の点におけるせん断応力をせん断速度で割った値です。 特性粘度とは、高分子溶液の粘度の一種であり、通常は濃度が0に近づいたときの溶液の比粘度/cの値で表される。実際の工程においては、高分子の粘度平均分子量を計算することがよく行われる（Mark-Houwink方程式を用いて求める）。その単位は濃度の逆数であり、dL/gやmL/gなどで表される。せん断粘度とは、高分子溶融物が加工過程で受ける摩擦抵抗を示す値であり、せん断粘度が大きいほど、溶融物のせん断作用に対する流動性は悪くなる。 ゼロスリップ粘度は、低せん断速度領域で高分子溶融物が流動する際に受ける抵抗を表すもので、一般的にこのときの溶融物の流動はニュートン流体の特性に従う。