【高分子・材料の科学知識】--009 なぜプラスチックの紐で物を結ぶと、結ぶほど緩んでしまうのか+jlszhoujidai

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この投稿は最後にljtjbxによって2015年11月9日08:06に編集されました。日常生活の中で、私たちはよくプラスチックの紐を使って物を結びますが、プラスチックの紐でしっかりと結ぼうとするほど、やがてその紐がすぐに長くなったように見え、緩んでしまいます。そこで再び力を入れて結ぼうとしても、またしばらくすると緩んでしまいます。これはなぜでしょうか？ ここで基本的な概念である「力学的緩和」について触れなければなりません。では、力学的緩和とは何でしょうか？応力緩和とは、高分子材料が全ひずみが一定の状態にある場合、試料内部の粘性ひずみが時間とともに増大し続けるために、復元ひずみ成分が時間とともに徐々に減少し、それによって復元応力も時間とともに徐々に低下する現象を指す。 私たちの生活で使われているプラスチック製の紐（場所によっては化学紐とも呼ばれる）は、線形ポリエチレンやポリプロピレンで作られています。このような高分子材料は、典型的な非架橋型の線形高分子です。結びつける過程で、線形の高分子鎖が伸長し、表面はきつく見えますが、時間が経つにつれて線形高分子鎖がすべります。このすべりは元に戻らず、鎖がすべった後、プラスチック紐は伸びてしまい、もはやしっかりと結びつけることができなくなります。その時に無理に強く結びつけようとしても、線形鎖はさらにすべり続けます。だからプラスチックの紐で物を結ぶと、きつく結べば結ぶほど最終的には緩んでしまい、緩みがひどくなるのです。したがって、経験豊富な人々がプラスチックの紐で物を結ぶときは、線形高分子鎖に重度の応力緩和が起こらないよう、あまりきつく結ばないようにする。 では、どうすればこのような現象を避けることができるのでしょうか？架橋された高分子材料を使用する。この架橋された高分子材料は、架橋剤によって線形の高分子鎖が網目構造に変わり、高分子のネットワーク鎖が伸ばされて変形しても、依然として強力に元に戻ることができる。ゴム紐で縛ればこの現象は**改善されます。ゴムバンドを使えばずっと良くなり、架橋が十分に行われたもの、例えば自転車のタイヤに使われるようなゴムを使えば、ほとんど緩むことはなくしっかりと縛られます。信じられないなら試してみてください