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超低摩擦・超高強度ゲルの創製とメカニズムの解明

超低摩擦、超高强度凝胶的创建及其机理的阐明

基本信息

批准号：
03J09812
负责人：
黒川孝幸
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J09812/
关键词：
Double Network 高強度ゲル超低摩擦ゲル高荷重下摩擦

项目摘要

これまで、さまざまな化学種・荷重・速度域で系統的な一連の研究から、ゲルの摩擦を吸着モデルと反発モデルの2種類で統一的に議論できることを提唱してきた.しかし、それはあくまでもこれまでに得られていた結果から導かれたもので、測定した領域外の荷重や速度での結果を保証するものではない.そこで、以前より広い速度・荷重域にわたって観察することにより、従来の摩擦モデルの妥当性を議論したい.そのためにはサンプルの力学的強度および装置の性能に更なる発展が必要とされた.高い力学的強度を有するダブルネットワークゲル(以下DNゲル)を発明し、最大2.5MPaの大荷重をかけつつ微小な摩擦力を検知することのできる装置を開発することによりMPaオーダーの大荷重下でのゲルの摩擦挙動を観察することが可能となった.本研究は高強度DNゲルをさまざまな粘性溶媒中で膨潤させ、その大荷重下における摩擦挙動を調べることにより、高分子網目の運動性と摩擦との相関を幅広い速度範囲で調べた.溶媒を変えてゲルの摩擦挙動を観察すると、摩擦係数やその速度依存挙動がまったく異なる結果が得られた.ところが、それぞれの溶媒で膨潤したゲルの摩擦係数の速度依存性のプロットを適当な量をずらして重ね合わせるとあるマスターカーブが得られた.このときの速度軸の移動量は溶媒の粘度と相関があることがわかった.また、このように得られたマスターカーブはゲル摩擦の吸着モデルで説明ができる.すなわち粘度の高い溶媒中で摩擦挙動が低速度側にシフトするということはゲルの摩擦のメカニズムにおいてゲルの網目を構成している高分子の運動性が大きく寄与していることを示している.

A study of the chemical species, load and velocity domain of the system is carried out in two categories: absorption, friction and reaction. The result of the test is that the load outside the field is guaranteed. For example, the speed and load range of the vehicle are discussed. It is necessary to improve the mechanical strength and performance of the device. The strength of high mechanical strength is determined by the maximum load of 2.5 MPa, the small friction force is detected, and the friction force is detected under the large load. In this study, the expansion and friction of polymer mesh in viscous solvent with high strength and high load were studied. The friction coefficient and the velocity dependent motion of the solvent are observed. For example, the solvent expansion coefficient of the friction coefficient. The velocity axis moves the solvent viscosity.また、このように得られたマスターカーブはゲル摩擦の吸着モデルで说明ができる. The high viscosity medium has friction and motion, and the low velocity side has friction and motion.