蛍光スペクトル解析による粘度測定法の確立と潤滑膜のレオロジーモデルの探求

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本課題では，申請者によって開発された潤滑膜内の粘度測定法の確立を目的に，測定可能な潤滑油の拡張，および転がり-すべり条件下の測定への応用とその解析を行う．2021年度の研究では，本方法を様々な潤滑油へ応用できるように，測定法の改良に取り組んだ．本方法を他の潤滑油に展開する場合(潤滑油自体が蛍光を発しない場合)，蛍光強度比を求める際の基準ピークとなる蛍光が必要となる．そのため，当該年度では，基準ピークとなる蛍光物質の選定，および低温下での蛍光測定装置の構築を行った．今年度は，その方法を用いて，粘度測定法の確立を行った．潤滑油には一般的な合成潤滑油のポリアルファオレフィンを用い，これに蛍光物質としてピレン，および1-(N-フェニルアミノ)-ナフタレン(PAN)を添加した．PANは蛍光強度比における基準ピークとなる物質で，酸化防止剤として利用されるものである．低温での蛍光観察を行い，各温度での蛍光スペクトルを測定した結果，PANの蛍光強度は温度による変化がなく，ピレンの蛍光強度は低温になるとともに低下することが分かった．また，蛍光強度比と温度の関係性を求め，強度比が温度に対して線形的に低下し，ガラス転移点付近でその変化量が小さくなることが明らかとなった．さらに，この結果を解析し，強度比と粘度の関係性についても示した．基礎的実験として，潤滑油の閉じ込め膜の観察，および油膜内の粘度の測定を行い，本測定法が潤滑試験に適用できることを確認した．2023年度は，本測定法を用いて，転がり，および転がり-すべり条件での油膜内の粘度測定を行い，潤滑膜における油のレオロジー変化について調べる予定である．