JP2011169763A - Measurement method and evaluation method for phase separation state of polymer material - Google Patents

Measurement method and evaluation method for phase separation state of polymer material Download PDF

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敬祐 杉田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measurement method and an evaluation method for a phase separation state of a polymer material which simply evaluate a phase separation state of the polymer material having two kinds or more mixed macromolecular materials without use of an expensive apparatus. <P>SOLUTION: In the measurement method for phase separation state of the polymer material having two kinds or more mixed macromolecular materials, a polymer specimen is formed by the macromolecular materials, exposed to a gaseous or aqueous solution-like electronic dyeing agent, and formed with an electronic dyeing layer. An electronic dyeing layer thickness changed in response to an exposure time is measured, and converted into a data with regard to the exposure time. The electronic dyeing layer thickness converted into the data with regard to the exposure time as a correlation line of a phase separation tendency of the polymer material is displayed on a screen of a data processor at a coordinate by considering one axis as the exposure time, and considering the other axis as the electronic dyeing layer thickness. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はポリマ材料の相分離状態測定方法および相分離状態評価方法に関するものであり、特に複数の高分子材料を混合して構成されるポリマ材料の相分離状態の測定方法および評価方法に関するものである。   The present invention relates to a method for measuring a phase separation state of a polymer material and a method for evaluating a phase separation state, and more particularly to a method for measuring and evaluating a phase separation state of a polymer material formed by mixing a plurality of polymer materials. is there.

複数の要求特性を満足しなければならないポリマ材料は、2種類以上の複数の高分子材料をブレンドして作製される場合がある。このようなポリマ材料では、ブレンドした高分子材料の相分離構造が材料の特性に影響を与える。このため、ポリマ材料に用いられる複数の高分子材料の相分離構造を制御し、評価することは、ポリマ材料の最適化、及び品質管理を行う上で非常に重要である。   A polymer material that must satisfy a plurality of required properties may be made by blending two or more polymer materials. In such polymer materials, the phase separation structure of the blended polymeric material affects the material properties. For this reason, it is very important to control and evaluate the phase separation structure of a plurality of polymer materials used in the polymer material in order to optimize the polymer material and perform quality control.

例えば、特許文献1には架橋ゴムと結晶性樹脂を混合したポリマ材料が記載されている。特許文献1では、ゴムを混練中に動的架橋することにより、結晶性樹脂が連続相、架橋ゴムが分散相となる相分離構造を取っていることが透過型電子顕微鏡で確認されている。   For example, Patent Document 1 describes a polymer material in which a crosslinked rubber and a crystalline resin are mixed. In Patent Document 1, it has been confirmed with a transmission electron microscope that a crystalline resin has a continuous phase and a crosslinked rubber has a dispersed phase by dynamically cross-linking rubber during kneading.

また、非特許文献1には観察の一例が記載されている。非特許文献1に記載の観察の一例を図10に示す。非特許文献1には、結晶性樹脂を連続相とすることで、使用時(室温)に大きな機械強度、加工時(結晶性樹脂の融点以上)に高い流動性を付与できる旨が記載されている。逆に、架橋ゴムが連続相になる相分離構造を取ると、機械強度、リサイクル性(熱可塑性)が損なわれる。   Non-Patent Document 1 describes an example of observation. An example of the observation described in Non-Patent Document 1 is shown in FIG. Non-Patent Document 1 describes that by using a crystalline resin as a continuous phase, high mechanical strength can be imparted during use (room temperature), and high fluidity can be imparted during processing (above the melting point of the crystalline resin). Yes. Conversely, when a phase separation structure in which the crosslinked rubber is a continuous phase is taken, mechanical strength and recyclability (thermoplasticity) are impaired.

ポリマ材料の相分離構造の評価に用いられる透過型電子顕微鏡は、100ナノメートル程度の膜厚に薄片化した試料に電子線を入射して、透過した電子線で像を形成する観察手段である。ここで、透過型電子顕微鏡で用いられる電子線の透過性は試料の元素組成に依存する。このため、軽元素からなる高分子材料が主体のポリマ材料の場合は、相分離した各相の元素構成に大きな差がなく、試料をそのまま観察したのでは相構造の識別が非常に困難である。このため、このようなポリマ材料では重金属を含む電子染色剤が利用され、電子染色剤と各相の反応性の差を利用して、各相の重金属吸収量の差でコントラストを付与する手段が用いられる。   A transmission electron microscope used for evaluating a phase separation structure of a polymer material is an observation means for forming an image with a transmitted electron beam by making an electron beam incident on a sample sliced to a thickness of about 100 nanometers. . Here, the transmittance of the electron beam used in the transmission electron microscope depends on the elemental composition of the sample. For this reason, in the case of a polymer material mainly composed of light polymer materials, there is no significant difference in the elemental composition of each phase separated, and it is very difficult to identify the phase structure by observing the sample as it is. . For this reason, an electron stain containing heavy metal is used in such a polymer material, and means for imparting contrast by the difference in the amount of heavy metal absorbed in each phase by utilizing the difference in reactivity between the electron stain and each phase. Used.

特許文献2には、透過型電子顕微鏡用試料について、ミクロトーム(試料の薄片化装置)にセットできる形状に作製した試料ブロックに、一つまたは複数の染色剤を個別に作用させて染色を行う際に、少なくとも一つの染色を加熱状態で行う透過型電子顕微鏡用試料の作製方法、及び当該方法に用いられる装置が記載されている。   In Patent Document 2, when a transmission electron microscope sample is stained by individually acting one or a plurality of stains on a sample block prepared in a shape that can be set in a microtome (sample thinning device). Describes a method for preparing a sample for a transmission electron microscope in which at least one staining is performed in a heated state, and an apparatus used in the method.

また、特許文献3には、2種以上の高分子材料成分より構成される樹脂混合物を透過型電子顕微鏡を用い観察する際に、含有される高分子材料成分のガラス転移温度範囲よりも上下に20℃ずつ広い温度範囲で電子染色する透過型電子顕微鏡観察用試料作製方法が記載されている。   Further, in Patent Document 3, when a resin mixture composed of two or more polymer material components is observed using a transmission electron microscope, it is above and below the glass transition temperature range of the contained polymer material components. A method for preparing a sample for observation with a transmission electron microscope in which electron staining is performed in a wide temperature range by 20 ° C. is described.

ポリマ材料の他の評価方法として、非特許文献2には、走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用い、探針を圧電素子で振動させながら試料表面を走査し、探針を振動させるための入力信号と探針の先端位置の検出器の出力信号との位相差をマッピングすることにより、試料表面の硬さ分布像を得るDynamic Force Mode(DFM)で測定した例が記載されている。すなわち、軟らかい相は位相差が大きく、硬い相は位相差が小さくなり、これにより相が識別される。非特許文献2ではゴムと結晶性樹脂を70対30の比率で混練した材料系で、単純に混練した場合はゴムが連続相、樹脂が分散相になっているのに対し、混練中にゴムを架橋しながら混練する動的架橋をさせると、ゴムが微細分散し、結晶性樹脂が連続相になることを示している。   As another evaluation method of a polymer material, Non-Patent Document 2 discloses a scanning probe microscope (SPM) that scans the surface of a sample while vibrating the probe with a piezoelectric element, and an input signal for vibrating the probe. An example is described in which dynamic force mode (DFM) is used to obtain a hardness distribution image of the sample surface by mapping the phase difference between the probe and the output signal of the detector at the tip position of the probe. That is, the soft phase has a large phase difference, and the hard phase has a small phase difference, whereby the phase is identified. Non-Patent Document 2 is a material system in which rubber and crystalline resin are kneaded at a ratio of 70:30. When kneaded simply, rubber is in a continuous phase and resin is in a dispersed phase, whereas rubber is kneaded during kneading. It is shown that when dynamic crosslinking is performed by kneading while crosslinking, the rubber is finely dispersed and the crystalline resin becomes a continuous phase.

特開2008−31354号公報JP 2008-31354 A 特開平06−288882号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-288882 特開平07−318470号公報JP 07-318470 A

「日立電線」No.27(2008)5頁“Hitachi Cable” No. 27 (2008), p. 5 第19回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会予稿集(平成20年)39頁The 19th Annual Meeting of the Chemical Society of Japan Kanto Branch Ibaraki Area Research Exchange Proceedings (2008), p. 39

ポリマ材料は、試料を電子染色して透過型電子顕微鏡で観察することで相分離構造が測定可能である。しかし、透過型電子顕微鏡観察には以下の問題点がある。   The polymer material can measure the phase separation structure by electron-staining the sample and observing with a transmission electron microscope. However, transmission electron microscope observation has the following problems.

まず、透過型電子顕微鏡観察にあっては、電子線が透過するように100ナノメートル程度の極薄の試料片を作製する必要があるが、これには極低温で試料を精度良く切り出すクライオウルトラミクロトームなどの高価な実験機器が必要である。なによりも、透過型電子顕微鏡自体が非常に高価である。   First, in transmission electron microscope observation, it is necessary to prepare an extremely thin sample piece of about 100 nanometers so that an electron beam can be transmitted. Expensive laboratory equipment such as a microtome is required. Above all, the transmission electron microscope itself is very expensive.

また、透過型電子顕微鏡観察のために切り出したポリマ材料の試料の薄片を電子染色剤と反応させるためには適切な反応条件を用いる必要があり、透過型電子顕微鏡を用いた相分離構造の観察には習熟が必要である。もし、電子染色条件(曝露時間)が適切でない場合は明瞭なコントラストが得られず、最適化のために試料作製と測定を繰り返す必要がある。この点については、ポリマ材料を構成する高分子材料のガラス転移温度よりも広い温度範囲内で加熱しながら電子染色する特許文献3に記載の方法にあっても同様である。   In addition, it is necessary to use appropriate reaction conditions in order to react a thin sample of a polymer material sample cut out for transmission electron microscope observation with an electron staining agent. Observation of a phase separation structure using a transmission electron microscope Requires proficiency. If the electron staining conditions (exposure time) are not appropriate, clear contrast cannot be obtained, and it is necessary to repeat sample preparation and measurement for optimization. The same applies to the method described in Patent Document 3 in which electron staining is performed while heating within a temperature range wider than the glass transition temperature of the polymer material constituting the polymer material.

さらに、得られた透過像からどの成分が連続相、あるいは分散相かを実験者が判断するが、試料の厚み全体の情報が重なるため、構造が膜厚(100ナノメートル程度)に比較して微細であると境界部がぼやけて、判断を困難にする。また、定量的なパラメータを抽出するためには複雑な画像解析を施す必要がある。   Furthermore, an experimenter determines which component is a continuous phase or a dispersed phase from the obtained transmission image, but since the information on the entire thickness of the sample overlaps, the structure is compared with the film thickness (about 100 nanometers). If it is fine, the boundary will be blurred, making judgment difficult. Further, in order to extract quantitative parameters, it is necessary to perform complicated image analysis.

以上のように、透過型電子顕微鏡による相分離構造評価には、装置が高価であること、その操作に習熟(熟練)が必要であること、相分離構造が微細な場合の解像度の低下、定量的なパラメータ抽出が難解であること等の問題点がある。   As described above, the evaluation of the phase separation structure using a transmission electron microscope is expensive, requires skill (experience) in its operation, decreases in resolution when the phase separation structure is fine, and quantifies There are problems such as difficult parameter extraction.

一方、走査型プローブ顕微鏡を用いた観察方法の場合、観察面の凹凸も位相差に影響を及ぼすため、相を正確に識別するためには極めて平滑な観察面を形成する必要がある。実際には、相分離して硬さの異なる相が分散したポリマ材料を切削すると、異なる相の境界で段差が生じ易く、相識別精度が低下する。さらに、透過型電子顕微鏡と同様、定量的なパラメータを抽出するために高度な画像解析を施す必要がある。   On the other hand, in the case of an observation method using a scanning probe microscope, the unevenness of the observation surface also affects the phase difference, so that an extremely smooth observation surface must be formed in order to accurately identify the phases. Actually, when a polymer material in which phases having different hardnesses are dispersed by phase separation is cut, a step is likely to occur at the boundary between different phases, and the phase identification accuracy is lowered. Furthermore, as with the transmission electron microscope, it is necessary to perform advanced image analysis in order to extract quantitative parameters.

上記の問題点を踏まえ、本発明は、2種類以上の複数の高分子材料を混合したポリマ材料について、高価な装置を用いることなく、簡易に相分離状態を評価できるポリマ材料の相分離状態測定方法および相分離状態評価方法を提供することを目的とする。   Based on the above problems, the present invention is a method for measuring the phase separation state of a polymer material in which a phase separation state can be easily evaluated without using an expensive apparatus for a polymer material obtained by mixing two or more types of polymer materials. It is an object to provide a method and a phase separation state evaluation method.

上記目的を達成するため、本発明は、2種類以上の高分子材料を混合したポリマ材料の相分離状態測定方法において、前記高分子材料でポリマ試験片を形成し、該ポリマ試験片をガス状あるいは水溶液状の電子染色剤に曝露して該ポリマ試験片に電子染色層を形成し、曝露時間に対応して変化した前記電子染色層厚さが計測されて曝露時間に対する電子染色層厚さがデータ化され、データ化された曝露時間に対する電子染色層厚さに基づき導き出された前記ポリマ材料の相分離傾向の相関線によりポリマ材料の相分離状態を測定することを特徴とするポリマ材料の相分離状態測定方法を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a method for measuring a phase separation state of a polymer material in which two or more kinds of polymer materials are mixed, wherein a polymer test piece is formed from the polymer material, and the polymer test piece is gaseous. Alternatively, an electron staining layer is formed on the polymer test piece by exposure to an aqueous electron staining agent, and the thickness of the electron staining layer changed corresponding to the exposure time is measured, and the thickness of the electron staining layer relative to the exposure time is A phase of a polymer material characterized by measuring a phase separation state of the polymer material by a correlation line of a phase separation tendency of the polymer material derived based on the thickness of the electron dye layer with respect to the exposure time that is converted into data and data. A separation state measurement method is provided.

また、本発明は、前記相関線に基づいて取得された、曝露時間に対する電子染色層厚さの飽和値を飽和値パラメータとして用いることを特徴とするポリマ材料の相分離状態測定方法を提供する。   In addition, the present invention provides a method for measuring a phase separation state of a polymer material, wherein the saturation value of the thickness of the electron staining layer with respect to the exposure time obtained based on the correlation line is used as a saturation value parameter.

また、本発明は、前記相関線に基づいて取得された、該相関線についての傾きを表す指数を傾きパラメータとして用いることを特徴とするポリマ材料の相分離状態測定方法を提供する。   In addition, the present invention provides a method for measuring a phase separation state of a polymer material, wherein an index representing a slope of the correlation line obtained based on the correlation line is used as a slope parameter.

また、本発明は、前記相関線に基づいて取得された、曝露時間に対する電子染色層厚さの飽和値からなる飽和値パラメータ、及び前記相関線に基づいて取得された、該相関線についての傾きを表す指数からなる傾きパラメータ指数を下記式にパラメータフィッテングすることを特徴とするポリマ材料の相分離状態測定方法を提供する。   Further, the present invention provides a saturation value parameter consisting of a saturation value of the thickness of the electron staining layer with respect to the exposure time obtained based on the correlation line, and a slope about the correlation line obtained based on the correlation line. A method for measuring a phase separation state of a polymer material is provided, in which a slope parameter index composed of indices representing the parameters is fitted to the following equation.

Figure 2011169763

(ただし、ここでdは電子染色層厚さ(μm)、tは曝露時間(分)、cは電子染色剤がガス状化または水溶液化するまでの遅れ時間、Aは飽和値パラメータ、Bは傾きパラメータ指数、Dは曝露時間の累乗を示すパラメータ)
Figure 2011169763

(Where d is the thickness of the electron staining layer (μm), t is the exposure time (minutes), c is the delay time until the electron staining agent becomes gaseous or aqueous, A is the saturation value parameter, and B is Slope parameter index, D is a parameter indicating the power of exposure time)

また、本発明は、前記データ化された曝露時間に対する電子染色層厚さが下記式を演算処理し、前記曝露時間に対する電子染色層厚さの増加率を示すパラメータ(下記式のX)を用いてポリマの相分離状態を測定することを特徴とするポリマ材料の相分離状態測定方法を提供する。   In the present invention, the electron staining layer thickness with respect to the exposure time converted into the data is processed by the following formula, and a parameter (X in the following formula) indicating an increase rate of the electron staining layer thickness with respect to the exposure time is used. A method for measuring a phase separation state of a polymer material, comprising measuring a phase separation state of a polymer.

Figure 2011169763
Figure 2011169763

また、本発明は、前記ポリマ材料の相分離状態測定方法を用いたポリマ材料の相分離状態評価方法において、前記データ処理装置が、データベースに、ポリマ材料の相分離状態と曝露時間および電子染色層厚さについてのポリマ材料の相分離傾向の相関線とを予め相関データとして格納し、前記画面表示された相関線と前記データベースに格納した相関線とが対比され、前記データベースに格納した近似した相関線から当該ポリマ材料の相分離状態が特定されることを特徴とするポリマ材料の相分離状態評価方法を提供する。   The present invention is also directed to the polymer material phase separation state evaluation method using the polymer material phase separation state measurement method, wherein the data processing device stores in the database the phase separation state of the polymer material, the exposure time, and the electron staining layer. The correlation line of the polymer material phase separation tendency with respect to the thickness is stored in advance as correlation data, and the correlation line displayed on the screen is compared with the correlation line stored in the database, and the approximate correlation stored in the database is stored. Provided is a method for evaluating a phase separation state of a polymer material, wherein a phase separation state of the polymer material is specified from a line.

本発明によれば、2種類以上の複数の高分子材料を混合したポリマ材料について、高価な装置を用いることなく、簡易に相分離状態を評価できるポリマ材料の相分離状態測定方法および相分離状態評価方法が得られる。   According to the present invention, for a polymer material obtained by mixing a plurality of polymer materials of two or more types, a phase separation state measuring method and a phase separation state of a polymer material can be easily evaluated without using an expensive device. An evaluation method is obtained.

本発明の実施の形態に係る相分離状態測定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the phase-separation state measurement procedure which concerns on embodiment of this invention. 試料5(ゴム比率70%、動的架橋なし)を電子染色剤に60分曝露後、断面をスライスしたものを光学顕微鏡で透過観察した像である。It is the image which observed what the sample 5 (rubber ratio 70%, no dynamic bridge | crosslinking) exposed to the electron dye for 60 minutes, and sliced the cross section with the optical microscope. 試料6(ゴム比率70%、動的架橋あり)を電子染色剤に60分曝露後、断面をスライスしたものを光学顕微鏡で透過観察した像である。The sample 6 (rubber ratio 70%, with dynamic crosslinking) is exposed to an electron stain for 60 minutes, and a cross-sectional slice is observed through an optical microscope. 原料1(結晶性樹脂)、原料2(ゴム)と動的架橋していない試料1(ゴム比率30%)、試料3(ゴム比率50%)、試料5(ゴム比率70%)の電子染色剤への曝露時間と電子染色層厚さの関係をプロットしたものである。Electronic stains of raw material 1 (crystalline resin), raw material 2 (rubber), sample 1 (rubber ratio 30%), sample 3 (rubber ratio 50%), and sample 5 (rubber ratio 70%) This is a plot of the relationship between exposure time and the thickness of the electron staining layer. 原料1(結晶性樹脂)、原料2(ゴム)と動的架橋した試料2(ゴム比率30%)、試料4(ゴム比率50%)、試料6(ゴム比率70%)の電子染色剤への曝露時間と電子染色層厚さの関係をプロットしたものである。Raw material 1 (crystalline resin), raw material 2 (rubber) and dynamically crosslinked sample 2 (rubber ratio 30%), sample 4 (rubber ratio 50%), and sample 6 (rubber ratio 70%) were added to the electronic stain. The relationship between the exposure time and the thickness of the electron staining layer is plotted. 原料1、原料2、試料1〜6の電子染色剤への曝露時間と電子染色層厚さの関係を式1でフィッティングしたときのパラメータAのフィッティング値をゴム比率に対してプロットした結果である。It is the result of plotting the fitting value of the parameter A when the relationship between the exposure time of the raw material 1, raw material 2, and samples 1 to 6 to the electronic staining agent and the thickness of the electronic staining layer was fitted with the formula 1 against the rubber ratio. . 原料1、原料2、試料1〜6の電子染色剤への曝露時間と電子染色層厚さの関係を式1でフィッティングしたときのパラメータBのフィッティング結果をゴム比率に対してプロットしたものである。The fitting result of the parameter B when the relationship between the exposure time of the raw material 1, the raw material 2, and the samples 1 to 6 to the electronic stain and the thickness of the electronic stain layer is fitted by the equation 1 is plotted against the rubber ratio. . 原料1、原料2、試料1〜6の電子染色剤への曝露時間と電子染色層厚さの関係を式1でフィッティングしたときのパラメータDのフィッティング結果をゴム比率に対してプロットしたものである。The fitting result of the parameter D when the relationship between the exposure time of the raw material 1, the raw material 2, and the samples 1 to 6 to the electronic staining agent and the thickness of the electronic staining layer is fitted by the equation 1 is plotted against the rubber ratio. . 原料1、原料2、試料1〜6の電子染色剤への曝露時間と電子染色層厚さの関係から式2で計算されるパラメータXの結果をゴム比率に対してプロットしたものである。The result of the parameter X calculated by Formula 2 from the relationship between the exposure time of the raw material 1, raw material 2, and samples 1 to 6 to the electronic stain and the thickness of the electronic stain layer is plotted against the rubber ratio. 透過型電子顕微鏡にて架橋ゴムと結晶性樹脂からなるポリマ材料の相分離構造を観察した例である。This is an example in which a phase separation structure of a polymer material composed of a crosslinked rubber and a crystalline resin is observed with a transmission electron microscope.

以下、本発明を実施するための形態を図に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施の形態に係るポリマ材料の相分離状態測定手順を図1に示す。図1に示すS101において、ポリマ材料を試験片として切り出す。切り出した試験片の表面はある程度平滑であることが望ましい。これは、電子染色は試験片の表面から進行するため本実施の形態においてはポリマ材料を電子染色後、電子染色層膜厚を測定評価するためである。   FIG. 1 shows a procedure for measuring the phase separation state of the polymer material according to the embodiment of the present invention. In S101 shown in FIG. 1, the polymer material is cut out as a test piece. It is desirable that the surface of the cut specimen is smooth to some extent. This is because the electron dyeing proceeds from the surface of the test piece, and in this embodiment, after the polymer material is electron dyed, the film thickness of the electron dye layer is measured and evaluated.

試験片の大きさは、電子染色するための反応容器の中に入る程度の大きさであれば良いが、切削、観察時の作業性を考えれば、試験片の大きさは数mm〜数cmのオーダが良い。また、試料の異方性を確認したい場合には、比較したい面をそれぞれ切り出し、比較すれば良い。ポリマ材料がペレット状などで当初から適当なサイズであれば、そのまま試験片として使用しても構わない。   The size of the test piece may be any size as long as it fits into a reaction vessel for electronic staining, but considering the workability during cutting and observation, the size of the test piece is several mm to several cm. The order is good. When it is desired to confirm the anisotropy of the sample, the surfaces to be compared may be cut out and compared. If the polymer material is in a pellet form or the like and has an appropriate size from the beginning, it may be used as it is as a test piece.

本実施の形態において、ポリマ材料としては、ゴムと結晶性樹脂から構成されるものがより好適である。   In the present embodiment, the polymer material is more preferably composed of rubber and crystalline resin.

本実施の形態で用いられるゴムとしては、エチレン酢酸ビニル共重合体やエチレン−プロピレン−ジエン共重合体などが好適である。   As the rubber used in the present embodiment, an ethylene vinyl acetate copolymer, an ethylene-propylene-diene copolymer, or the like is preferable.

本実施の形態で用いられる結晶性樹脂としては、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−ブテン−1共重合体、エチレン−ヘキセン−1共重合体、エチレン−オクテン−1共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体の中から選ばれる少なくとも1種を含み、単独もしくは2種以上をブレンドして用いられる結晶性ポリオレフィン系樹脂が好適である。   Examples of the crystalline resin used in this embodiment include polypropylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ultra-low-density polyethylene, ethylene-butene-1 copolymer, ethylene-hexene-1 copolymer, and ethylene. -Crystalline polyolefin resin containing at least one selected from octene-1 copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, and ethylene-ethyl acrylate copolymer, used alone or in a blend of two or more Is preferred.

ここで、本実施の形態で用いられるポリプロピレンとしては、ホモポリマーの他にエチレンに代表されるα−オレフィンを共重合したブロック共重合体やランダム共重合体およびエチレンプロピレンゴムに代表されるゴム成分を重合段階で導入したポリプロピレンを含むものとする。上記エチレン−酢酸ビニル共重合体としては結晶性を有した酢酸ビニル含有量が30wt%より少ないものが好適である。その他には、低密度ポリエチレン、ポリブテン、ポリ−4−メチル−ペンテン−1、エチレン−ブテン−ヘキセン三元共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体などが好適である。   Here, as a polypropylene used in the present embodiment, a rubber component typified by a block copolymer or random copolymer obtained by copolymerizing an α-olefin typified by ethylene in addition to a homopolymer, and ethylene propylene rubber. Is included in the polymerization stage. As the ethylene-vinyl acetate copolymer, those having a crystalline vinyl acetate content of less than 30 wt% are suitable. In addition, low density polyethylene, polybutene, poly-4-methyl-pentene-1, ethylene-butene-hexene terpolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer, ethylene-glycidyl A methacrylate copolymer or the like is preferable.

次に、S102において、試験片を電子染色剤に曝露して電子染色する。本実施の形態で用いる電子染色剤としては、四酸化ルテニウム、四酸化オスミウムが好適である。四酸化ルテニウムは酸化力が強く、ほとんどの高分子材料と反応するため、適用対象材料が広い。逆に、四酸化オスミウムなど他の電子染色剤は高分子材料の種類によって反応するものと反応しないものでの差が大きいので、相分離構造の差による違いを極端に得られる場合もあるので、対象材料により使い分けると良い。   Next, in S102, the test piece is exposed to an electronic stain and subjected to electronic staining. As the electron staining agent used in this embodiment, ruthenium tetroxide and osmium tetroxide are suitable. Since ruthenium tetroxide has a strong oxidizing power and reacts with most polymer materials, it has a wide range of applicable materials. On the contrary, other electronic stains such as osmium tetroxide have a large difference between those that react and those that do not react depending on the type of polymer material, so the difference due to the difference in phase separation structure may be obtained extremely, It is good to use properly depending on the target material.

これらの電子染色剤は常温で昇華するため、ガラス容器あるいは金属容器に試験片と電子染色剤の結晶を入れて、所定の曝露時間密閉後取り出すことで、試験片表面は電子染色される。   Since these electron dyes sublime at room temperature, the surface of the test piece is electronically stained by putting the test piece and the crystal of the electron dye into a glass container or metal container, and taking out after sealing for a predetermined exposure time.

また、これらの電子染色剤は水溶性でもあるので、水に溶解し、その中に試料を浸漬して、浸漬時間を曝露時間として用いても良い。電子染色剤を水に溶解した水溶液を用いる場合、電子染色剤の試験片内への進入が緩やかになるため、その分、曝露時間を長くする必要がある。   In addition, since these electron stains are also water-soluble, they may be dissolved in water, and the sample may be immersed therein, and the immersion time may be used as the exposure time. In the case of using an aqueous solution in which an electron stain is dissolved in water, since the entry of the electron stain into the test piece becomes slow, it is necessary to increase the exposure time accordingly.

溶液で使用できる電子染色剤としてはこの他、酢酸ウラニル、リンタングステン酸などがある。   In addition to these, there are uranyl acetate, phosphotungstic acid and the like as electron staining agents that can be used in the solution.

S102において、電子染色は複数の曝露時間で実施される。ここで、電子染色の傾向を把握するために3点以上の曝露時間での実施が望ましい。曝露時間は電子染色層厚さの変化をプロットするときのバランスを考慮し、等間隔や等倍で設定すると良い。電子染色剤の濃度、温度が高い方が短い時間で電子染色反応が進行する傾向があるので、これらの条件が比較する試料間で大きく変化しないように配慮するべきである。   In S102, electronic staining is performed for a plurality of exposure times. Here, in order to grasp the tendency of electronic staining, it is desirable to carry out with an exposure time of 3 points or more. The exposure time should be set at equal intervals or times in consideration of the balance when plotting the change in the thickness of the electron staining layer. Since the electron staining reaction tends to proceed in a shorter time when the concentration and temperature of the electron staining agent are higher, it should be considered that these conditions do not change greatly between samples to be compared.

次に、S103において、電子染色した試験片を切断し、断面をスライスしてスライス片を作製する。本実施の形態において、スライス片の厚みは10〜100マイクロメートル程度であれば良い。このため、本実施の形態における試験片断面のスライスにはウルトラミクロトームではなく、一般のミクロトームなどの加工機や、カミソリなどの工具を用いれば良い。スライス片の厚みが薄すぎると電子染色層が見え難くなり、ハンドリング性が悪くなる。逆に厚すぎると、電子染色層の境界が厚み方向に広がって見えるため、測定精度が悪くなる恐れがある。よって、スライスは染色表面に対し垂直な断面を切り出すのが良い。   Next, in S103, the electron-stained test piece is cut, and the slice is sliced to produce a slice piece. In the present embodiment, the thickness of the slice piece may be about 10 to 100 micrometers. For this reason, a processing machine such as a general microtome or a tool such as a razor may be used for slicing the cross section of the test piece in the present embodiment instead of an ultramicrotome. If the slice piece is too thin, the electron-stained layer will be difficult to see, and handling will be poor. On the other hand, if it is too thick, the boundary of the electron staining layer appears to spread in the thickness direction, and the measurement accuracy may deteriorate. Therefore, it is preferable to slice a slice perpendicular to the dyeing surface.

次にS104において、S103で得たスライス片を観察し、電子染色層厚さを見積もる。電子染色層厚さ見積もりの手段としては、例えばスケール付きの光学顕微鏡で読み取ったり、写真撮影して、観察条件から倍率を見積もって電子染色層厚さを求めれば良い。また、デジタル顕微鏡などの撮像素子でスライス片の透過像あるいは反射像をコンピュータに取り込み、電子染色層厚さを算出すると作業性が良く、より好適である。   Next, in S104, the slice piece obtained in S103 is observed, and the thickness of the electronic staining layer is estimated. As a means for estimating the thickness of the electronic staining layer, the thickness of the electronic staining layer may be obtained by, for example, reading with a light microscope with a scale or taking a photograph and estimating the magnification from the observation conditions. Further, it is more preferable that the transmission image or reflection image of the slice piece is taken into a computer by an image pickup device such as a digital microscope, and the thickness of the electronic staining layer is calculated, thereby improving workability.

次に、S105において、曝露時間に対する電子染色層厚さの相関を検討する。曝露時間に対する電子染色層厚さの変化をプロットし、大まかな傾向を把握した上で、モデル関数を仮定してフィッティングをかけて、定量的なパラメータ求めることで、ポリマ材料の相分離構造を判定するためである。   Next, in S105, the correlation of the electron dye layer thickness with the exposure time is examined. Plot changes in the thickness of the electron-stained layer with respect to exposure time, grasp the rough tendency, apply the model function and perform fitting, and determine quantitative parameters to determine the phase separation structure of the polymer material It is to do.

本実施の形態において、曝露時間に対する電子染色層厚さの相関を取ることでポリマ材料の相分離構造を判定することができるのは以下の理由による。すなわち、ポリマ材料にあっては、電子染色剤の拡散速度や反応速度が高分子材料の種類によって異なり、電子染色剤の進入量、沈着量に差が出るため、相分離構造により電子染色層厚さの変化の染色時間依存性に差が生じるためである。   In the present embodiment, the phase separation structure of the polymer material can be determined by taking the correlation of the thickness of the electron dye layer with respect to the exposure time for the following reason. In other words, in the case of polymer materials, the diffusion rate and reaction rate of the electron stain differ depending on the type of polymer material, and the amount of penetration and deposition of the electron stain differs. This is because a difference occurs in the dependency of the change in the staining time on the staining time.

例えば、ポリマ材料を構成する高分子材料としてのゴムと結晶性樹脂をそれぞれ単体で電子染色した場合、ゴムの方が結晶性樹脂よりも電子染色層が早く厚くなるが、電子染色層厚さの増加が頭打ち(飽和)に達するのも早い傾向がある。逆に、結晶性樹脂はゴムに比較して、電子染色層厚さの初期の増加は遅いが、飽和に達するのも遅い傾向がある。   For example, when the polymer and rubber as the polymer material constituting the polymer material are each electron-dyed individually, the electron dye layer is thicker than rubber than the crystalline resin. The increase tends to reach a peak (saturation). On the contrary, the crystalline resin tends to reach the saturation later than the rubber, although the initial increase in the thickness of the electron dye layer is slow.

そして、これらをブレンドしたポリマ材料で比較すると、連続相がゴムになっているポリマ材料ではゴム単体の場合と同様、早い時点で電子染色層が厚くなり、また早く飽和に達する。これに対し、連続相が結晶性樹脂になっているポリマ材料では、結晶性樹脂単体の場合と同様、早い時点での電子染色層厚さの増加が遅いが、飽和に達するのも遅い傾向が見られる。   When polymer materials blended with these materials are compared, in the case of a polymer material in which the continuous phase is rubber, as in the case of the rubber alone, the electron dyeing layer becomes thick at an early point and reaches saturation quickly. On the other hand, in the polymer material in which the continuous phase is a crystalline resin, as in the case of the crystalline resin alone, the increase in the thickness of the electron-stained layer at an early time is slow, but the saturation tends to be slow. It can be seen.

このようにして、電子染色層厚さの変化の曝露時間依存性を調べることによって、いずれの高分子材料が連続相になっているかの相分離構造の判断材料が得られる。そして、S106においてポリマ材料の相分離状態が評価、判定される。   In this way, by examining the exposure time dependence of the change in the thickness of the electron staining layer, a material for determining the phase separation structure of which polymer material is in the continuous phase can be obtained. In S106, the phase separation state of the polymer material is evaluated and determined.

本実施の形態においては、ポリマ材料に異方性がある場合には、電子染色剤に曝露する面により電子染色層厚さの変化の曝露時間依存性が異なることも容易に推測でき、そうした解析も応用可能と考えられる。   In this embodiment, when the polymer material has anisotropy, it can be easily estimated that the exposure time dependency of the change in the thickness of the electron staining layer differs depending on the surface exposed to the electron staining agent. Is also considered applicable.

また、もっと簡易に測定値同士で比や差を取るなどして、その変化率を判定基準としても良い。   In addition, the rate of change may be used as a criterion for determination, for example, by taking a ratio or difference between measured values.

以下に本発明の実施例を具体的に説明する。   Examples of the present invention will be specifically described below.

評価用の試料として、表1に示す配合の材料を用いて試料を作製した。ゴム成分としてシラングラフト共重合したエチレン−酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル含量42wt%)、結晶性樹脂成分としてエチレン−酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル含量14wt%)を原料として用いた。これらを37mm二軸押出し機(L/D=60)に投入し混練を行った。試料1、3、5は混練されるだけであるが、試料2、4、6は添加されたジブチル錫ジラクレートの作用で、混練中にシラン架橋反応が起こり、動的架橋が進行する。   As a sample for evaluation, a sample having a composition shown in Table 1 was used. A silane graft copolymerized ethylene-vinyl acetate copolymer (vinyl acetate content 42 wt%) was used as a rubber component, and an ethylene-vinyl acetate copolymer (vinyl acetate content 14 wt%) was used as a raw material as a crystalline resin component. These were put into a 37 mm twin screw extruder (L / D = 60) and kneaded. Samples 1, 3, and 5 are only kneaded, but samples 2, 4, and 6 are subjected to the action of the added dibutyltin dilacrate, and a silane crosslinking reaction occurs during kneading and dynamic crosslinking proceeds.

Figure 2011169763
Figure 2011169763

作製した試料をSPM位相差像で観察した結果と引張強度、曲げ弾性率を評価した結果を表2に示す。SPM位相差像の観察は冷却した試料片をミクロトームで切削して得た断面を計測した。   Table 2 shows the results of observing the prepared samples with SPM phase contrast images and the results of evaluating the tensile strength and the flexural modulus. The SPM phase contrast image was observed by measuring a cross section obtained by cutting a cooled sample piece with a microtome.

表2に示すSPM位相差像から、結晶性樹脂の原料比が大きい試料1と試料2は、いずれも連続相が結晶性樹脂になっていることが分かる。ゴムの比率が50%を超える試料3、試料5は連続相がゴム相であるが、動的架橋している試料4、試料6は連続相が結晶性樹脂になっている。   From the SPM phase difference image shown in Table 2, it can be seen that Sample 1 and Sample 2 having a large raw material ratio of the crystalline resin have a continuous phase of the crystalline resin. Samples 3 and 5 with a rubber ratio exceeding 50% have a rubber phase as a continuous phase, but samples 4 and 6 that are dynamically crosslinked have a crystalline resin as a continuous phase.

全体的に動的架橋している試料2、試料4、試料6は、同じゴム比率の試料1、試料3、試料5とそれぞれ比較すると、ゴム相の分散サイズが小さく、結晶性樹脂の連続性が高いことがわかる。   Sample 2, Sample 4, and Sample 6, which are dynamically crosslinked as a whole, have a smaller dispersion size of the rubber phase compared to Sample 1, Sample 3 and Sample 5 having the same rubber ratio, and the continuity of the crystalline resin. Is high.

機械特性を比較すると、曲げ強度はゴム比率が同じであればほぼ同等の強度を示しているが、引張強度は結晶性樹脂の連続性が高い試料2、試料4、試料6が大きい数値を示している。   When the mechanical properties are compared, the bending strength shows almost the same strength if the rubber ratio is the same, but the tensile strength shows a large numerical value for Sample 2, Sample 4 and Sample 6 where the continuity of the crystalline resin is high. ing.

このようにSPM位相差像により評価された相分散構造と、引張強度の間に相関が見られる。しかし、表2に示すようなSPM位相差像には試料表面の凹凸によるコントラストも重畳しており、この2次元像から定量的なパラメータを抽出することは容易ではない。
















Thus, there is a correlation between the phase dispersion structure evaluated by the SPM phase contrast image and the tensile strength. However, contrast due to the unevenness of the sample surface is also superimposed on the SPM phase difference image as shown in Table 2, and it is not easy to extract quantitative parameters from this two-dimensional image.
















Figure 2011169763

[実施例1]
次にこれらの試料を本発明の実施の形態に係る方法で評価した。
Figure 2011169763

[Example 1]
Next, these samples were evaluated by the method according to the embodiment of the present invention.

まず、各試料から2mm角の試験片をカミソリで切り出し、密封可能な50ccのガラス瓶に入れた。ここに、電子染色剤として凍結した40mgの四酸化ルテニウム結晶を入れた後、密封し、25℃で所定の曝露時間放置した。本実施例では、所定の曝露時間として10分、60分、360分の3段階を用いた。   First, a 2 mm square test piece was cut out from each sample with a razor and placed in a sealable 50 cc glass bottle. Here, 40 mg of ruthenium tetroxide crystal frozen as an electron stain was added, sealed, and left at 25 ° C. for a predetermined exposure time. In this example, three stages of 10 minutes, 60 minutes, and 360 minutes were used as the predetermined exposure time.

所定の曝露時間を経過後、ガラス瓶を開栓し、試験片を取り出した。本作業は局所排気機能を有するドラフト内で実施した。取り出した試料は半日放置したのち、カミソリで2分割し、切断面をミクロトームで切削(スライス)し、膜厚20μmのスライス片を切り出した。   After elapse of a predetermined exposure time, the glass bottle was opened and the test piece was taken out. This work was carried out in a draft with local exhaust function. The sample taken out was allowed to stand for half a day, and then divided into two with a razor, and the cut surface was cut (sliced) with a microtome to cut out a sliced piece having a thickness of 20 μm.

次に光学顕微鏡でスライス片を観察し、写真を撮影した。撮影した結果の一例を図2、図3に示す。図2は試料5(ゴム70%、動的架橋なし)、図3は試料6(ゴム70%、動的架橋あり)を染色剤に60分曝露し、断面をスライスしたものである。倍率校正用の目盛りを事前に撮影し、それを参考にしてスケールを入れた。図2に示す1a、図3に示す1bは試料表面側の電子染色層を表す。図2に示す2a、図3に示す2bは試料内部の試料層を表す。   Next, the slice piece was observed with an optical microscope, and a photograph was taken. An example of the result of photographing is shown in FIGS. FIG. 2 shows sample 5 (rubber 70%, without dynamic crosslinking), and FIG. 3 shows sample 6 (rubber 70%, with dynamic crosslinking) exposed to the dye for 60 minutes and sliced in cross section. A scale for calibrating magnification was taken in advance, and the scale was put in reference to it. 1a shown in FIG. 2 and 1b shown in FIG. 3 represent an electron staining layer on the sample surface side. 2a shown in FIG. 2 and 2b shown in FIG. 3 represent sample layers inside the sample.

図2、図3に示すように、概ね一定の膜厚で電子染色剤による染色が進み、電子染色層と試料層の間に境界が認められる。図2の電子染色層厚さ1aは198μm、図3の電子染色層厚さ1bは157μmであった。   As shown in FIGS. 2 and 3, dyeing with an electron stain progresses with a substantially constant film thickness, and a boundary is recognized between the electron stain layer and the sample layer. The electron dye layer thickness 1a in FIG. 2 was 198 μm, and the electron dye layer thickness 1b in FIG. 3 was 157 μm.

こうして観察された各試料の電子染色層厚さと曝露時間の相関のプロットを図4と図5に示す。縦軸の電子染色層厚さはリニアでプロットしたが、横軸の曝露時間は対数表示とした。   A plot of the correlation between the thickness of the electron-stained layer and the exposure time of each sample thus observed is shown in FIGS. The thickness of the electron staining layer on the vertical axis is plotted linearly, but the exposure time on the horizontal axis is logarithmic.

図4、図5においては、電子染色層厚さdと曝露時間tの相関の近似式として式1を仮定し、パラメータフィッティングした結果を実線、点線で示している。   4 and 5, Equation 1 is assumed as an approximate expression of the correlation between the electron dye layer thickness d and the exposure time t, and the results of parameter fitting are indicated by a solid line and a dotted line.

Figure 2011169763

ここで、dは電子染色層厚さ(μm)、tは曝露時間(分)、A〜Dはフィッティングパラメータであり、Aは飽和値パラメータ、Bは傾きパラメータ指数、Dは曝露時間の累乗を示すパラメータを示す。この中でCは、凍結した電子染色剤である四酸化ルテニウム結晶が室温放置で昇温し、昇華してガス化するまでの遅れ時間を想定しており、本実施例では1.5分としている。実際の実験でも電子染色剤が昇華して、ガスの褐色が顕著になるまで1〜2分を要していた。
Figure 2011169763

Here, d is the electron staining layer thickness (μm), t is the exposure time (minutes), A to D are fitting parameters, A is a saturation value parameter, B is a slope parameter index, and D is a power of the exposure time. Indicates the parameter shown. Among them, C assumes a delay time until the frozen ruthenium tetroxide crystal, which is an electron stain, is allowed to stand at room temperature, sublimates and gasifies, and in this example, 1.5 minutes. Yes. In actual experiments, it took 1-2 minutes for the electron stain to sublimate and the brown color of the gas to become noticeable.

パラメータフィッティングで求めたパラメータA、B、Dとゴム比率の相関をそれぞれ図6、図7、図8に示す。ここで、パラメータAは電子染色層厚さの飽和点であり、パラメータB、Cは、図4、図5に記載のグラフの傾きを表す。   The correlation between the parameters A, B, D obtained by parameter fitting and the rubber ratio is shown in FIGS. 6, 7, and 8, respectively. Here, the parameter A is the saturation point of the thickness of the electronic staining layer, and the parameters B and C represent the slopes of the graphs described in FIGS.

ここで、図7のパラメータBのフィッティング結果において、連続相が結晶性樹脂のグループ11と連続相がゴムのグループ12において、連続相がゴムの場合にパラメータBが大きめになる傾向があることが分かる。   Here, in the fitting result of the parameter B in FIG. 7, when the continuous phase is the group 11 of crystalline resin and the continuous phase is the rubber group 12 and the continuous phase is rubber, the parameter B tends to be large. I understand.

また、同じゴム比率を有しながら、相分離構造が異なる試料1と試料2、試料3と試料4、試料5と試料6で、パラメータA、パラメータDの差が大きい。   Further, Sample 1 and Sample 2, Sample 3 and Sample 4, and Sample 5 and Sample 6 having the same rubber ratio but different phase separation structures have large differences in parameter A and parameter D.

表2と比較すると、連続相が結晶性樹脂で、ゴムが微細分散するとパラメータAは大きく、パラメータBとパラメータDは小さくなる傾向が見られる。   Compared with Table 2, when the continuous phase is a crystalline resin and the rubber is finely dispersed, the parameter A tends to increase and the parameters B and D tend to decrease.

このようにして電子染色層厚さdと曝露時間tの相関から相分離構造に関する情報が得られ、ポリマ材料の相分離状態を測定することが可能となる。
[実施例2]
In this way, information on the phase separation structure is obtained from the correlation between the electron dye layer thickness d and the exposure time t, and the phase separation state of the polymer material can be measured.
[Example 2]

本発明の実施例としては、曝露時間と、電子染色層厚さとの相関関係から抽出されるパラメータを、式2に示すパラメータXとしても良い。式2に示すパラメータXは、曝露時間10分から曝露時間60分までの電子染色層厚さの変化率から曝露時間60分から曝露時間360分までの電子染色層厚さの変化率の差分をとったものである。   As an example of the present invention, a parameter extracted from the correlation between the exposure time and the electron staining layer thickness may be the parameter X shown in Equation 2. The parameter X shown in Equation 2 is the difference between the change rate of the electron staining layer thickness from the exposure time of 60 minutes to the exposure time of 360 minutes to the change rate of the electron staining layer thickness from the exposure time of 10 minutes to the exposure time of 60 minutes. Is.

Figure 2011169763

本実施例で用いられる試料からパラメータXを抽出した結果を図9に示す。図9に示すようにパラメータXは、曝露時間が増えたときに電子染色層厚さの増加率が大きく減少しているものほど大きくなり、電子染色層厚さの増加率の減少が少ないほど小さくなることが分かる。表2と図9の比較から、パラメータXは、連続相が結晶性樹脂で、ゴムが微細分散すると小さくなる傾向があることが分かる。
Figure 2011169763

FIG. 9 shows the result of extracting the parameter X from the sample used in this example. As shown in FIG. 9, the parameter X increases as the increase rate of the electron staining layer thickness decreases as the exposure time increases, and decreases as the decrease in the increase rate of the electron staining layer thickness decreases. I understand that From comparison between Table 2 and FIG. 9, it can be seen that the parameter X tends to be smaller when the continuous phase is a crystalline resin and the rubber is finely dispersed.

このようにして、本実施例においては、電子染色層厚さdと曝露時間tの相関から相分離構造に関する情報が得られ、ポリマ材料の相分離状態を測定することが可能となる。   In this way, in this embodiment, information on the phase separation structure is obtained from the correlation between the electron staining layer thickness d and the exposure time t, and the phase separation state of the polymer material can be measured.

以上、本発明の実施例として式1、式2で数値パラメータを抽出した。しかし、本発明の実施例としては、電子染色層厚さと曝露時間の測定データ群から数値パラメータを抽出する式は式1、式2に限定されるものではない。   As described above, the numerical parameters are extracted by the formulas 1 and 2 as examples of the present invention. However, as an example of the present invention, the expression for extracting the numerical parameters from the measurement data group of the electron staining layer thickness and the exposure time is not limited to Expression 1 and Expression 2.

以上のように、本発明において、2種類以上の複数の高分子材料を原料として混合したポリマ材料において、原料の高分子材料の内の少なくとも1種類以上と反応して重金属化合物を形成して材料を電子染色する染色ガスあるいは染色液に、ポリマ材料の試験片を複数の時間で曝露し、その後、断面をスライスし、曝露時間に対する電子染色層厚さの変化を計測し、電子染色層厚さと曝露時間の相関から相分離構造に関する情報を得ることができる。   As described above, in the present invention, in a polymer material obtained by mixing two or more types of polymer materials as raw materials, the material reacts with at least one of the raw polymer materials to form a heavy metal compound. Expose the test piece of polymer material to the dyeing gas or dyeing solution for electron staining at multiple times, then slice the cross section and measure the change in the thickness of the electron staining layer with respect to the exposure time. Information on the phase separation structure can be obtained from the correlation of the exposure time.

本発明によれば、高価な観察装置を用いず、簡易な観察、計算により、ポリマ材料の相分離構造についての数値パラメータを抽出でき、ポリマ材料の相分離状態測定方法および相分離状態評価方法が得られる。   According to the present invention, it is possible to extract numerical parameters about the phase separation structure of a polymer material by simple observation and calculation without using an expensive observation device, and a method for measuring a phase separation state of a polymer material and a phase separation state evaluation method are provided. can get.

1a,1b…電子染色層、2a,2b…試料層、11…連続相が結晶性樹脂である試料のグループ、21…連続相がゴムである試料のグループ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b ... Electro dyeing | staining layer, 2a, 2b ... Sample layer, 11 ... Sample group whose continuous phase is crystalline resin, 21 ... Sample group whose continuous phase is rubber | gum.

Claims (6)

2種類以上の高分子材料を混合したポリマ材料の相分離状態測定方法において、
前記高分子材料でポリマ試験片を形成し、
該ポリマ試験片をガス状あるいは水溶液状の電子染色剤に曝露して該ポリマ試験片に電子染色層を形成し、
曝露時間に対応して変化した前記電子染色層厚さが計測されて曝露時間に対する電子染色層厚さがデータ化され、
データ化された曝露時間に対する電子染色層厚さに基づき導き出された前記ポリマ材料の相分離傾向の相関線によりポリマ材料の層分離状態を測定すること
を特徴とするポリマ材料の相分離状態測定方法。
In a method for measuring a phase separation state of a polymer material in which two or more kinds of polymer materials are mixed,
Forming a polymer specimen with the polymeric material;
Exposing the polymer test piece to an electron staining agent in the form of a gas or an aqueous solution to form an electron staining layer on the polymer test piece,
The thickness of the electron staining layer changed corresponding to the exposure time is measured and the electron staining layer thickness with respect to the exposure time is converted into data,
A method for measuring a phase separation state of a polymer material, comprising: measuring a layer separation state of the polymer material based on a correlation line of a phase separation tendency of the polymer material derived based on an electron-stained layer thickness with respect to a data exposure time. .
請求項1において、前記相関線に基づいて取得された、曝露時間に対する電子染色層厚さの飽和値を飽和値パラメータとして用いること
を特徴とするポリマ材料の相分離状態測定方法。
The method for measuring a phase separation state of a polymer material according to claim 1, wherein the saturation value of the thickness of the electron staining layer with respect to the exposure time obtained based on the correlation line is used as a saturation value parameter.
請求項1において、前記相関線に基づいて取得された、該相関線についての傾きを表す指数を傾きパラメータとして用いること
を特徴とするポリマ材料の相分離状態測定方法。
The method for measuring a phase separation state of a polymer material according to claim 1, wherein an index representing a slope of the correlation line obtained based on the correlation line is used as a slope parameter.
請求項1において、前記相関線に基づいて取得された、曝露時間に対する電子染色層厚さの飽和値からなる飽和値パラメータ及び前記相関線に基づいて取得された、該相関線についての傾きを表す指数からなる傾きパラメータ指数を下記式にパラメータフィッテングすることを特徴とするポリマ材料の層分離状態測定方法。
Figure 2011169763
(ただし、ここでdは電子染色層厚さ(μm)、tは曝露時間(分)、Cは電子染色剤がガス状化または水溶液化するまでの遅れ時間、Aは飽和値パラメータ、Bは傾きパラメータ指数、Dは曝露時間の累乗を示すパラメータ)
In Claim 1, the saturation value parameter obtained from the saturation value of the electron staining layer thickness with respect to the exposure time obtained based on the correlation line and the inclination of the correlation line obtained based on the correlation line are represented. A method for measuring a layer separation state of a polymer material, characterized in that a slope parameter index composed of an index is parameter-fitted into the following equation.
Figure 2011169763
(Where d is the thickness of the electron staining layer (μm), t is the exposure time (minutes), C is the delay time until the electron staining agent becomes gaseous or aqueous, A is the saturation parameter, and B is Slope parameter index, D is a parameter indicating the power of exposure time)
請求項1において、前記データ化された曝露時間に対する電子染色層厚さにより
Figure 2011169763
を演算処理し(ただし、ここでXは曝露時間に対する電子染色層厚さの増加率を示すパラメータ)、
前記曝露時間に対する電子染色層厚さの増加率を示すパラメータを用いてポリマの総分離状態を測定すること
を特徴とするポリマ材料の相分離状態測定方法。
The electron-stained layer thickness according to claim 1 for the data-exposed exposure time.
Figure 2011169763
(Where X is a parameter indicating the rate of increase in the thickness of the electron staining layer with respect to the exposure time),
A method for measuring a phase separation state of a polymer material, wherein a total separation state of the polymer is measured using a parameter indicating an increase rate of the thickness of the electron staining layer with respect to the exposure time.
請求項1に記載したポリマ材料の相分離状態測定方法を用いたポリマ材料の相分離状態評価方法において、
前記データ処理装置が、データベースに、ポリマ材料の相分離状態と曝露時間および電子染色層厚さについてのポリマ材料の相分離傾向の相関線とを予め相関データとして格納し、前記画面表示された相関線と前記データベースに格納した相関線とが対比され、前記データベースに格納した近似した相関線から当該ポリマ材料の相分離状態が特定されること
を特徴とするポリマ材料の相分離状態評価方法。
In the polymer material phase separation state evaluation method using the polymer material phase separation state measurement method according to claim 1,
The data processing device stores in a database the phase separation state of the polymer material and the correlation line of the phase separation tendency of the polymer material with respect to the exposure time and the electron dye layer thickness as correlation data in advance, and the correlation displayed on the screen A phase separation state evaluation method for a polymer material, wherein a line is compared with a correlation line stored in the database, and a phase separation state of the polymer material is specified from an approximate correlation line stored in the database.
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