JPH10326271A - 溶融粘弾性推算装置及びプログラム記録媒体 - Google Patents
溶融粘弾性推算装置及びプログラム記録媒体Info
- Publication number
- JPH10326271A JPH10326271A JP13367397A JP13367397A JPH10326271A JP H10326271 A JPH10326271 A JP H10326271A JP 13367397 A JP13367397 A JP 13367397A JP 13367397 A JP13367397 A JP 13367397A JP H10326271 A JPH10326271 A JP H10326271A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blend
- molecular weight
- average molecular
- estimating
- melt viscoelasticity
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多分散高分子のブレンド系の溶融粘弾性を推
算する装置、及びその機能を実現するためのプログラム
記録媒体を提供することを目的とする。 【解決手段】 以下の(a) 〜 (d)を含む高分子材料ブレ
ンド系の溶融粘弾性の推算装置並びに当該機能を実現さ
せるためのプログラム記録媒体。 (a)高分子材料ブレン
ド系の各成分iのMzi とMwi 、又はMwi とMn
i 、繰り返し単位の構造、及びブレンド比率を入力
する入力装置。 (b)Mw、Mn、分散度Mw/Mn、及
びMz/Mwを推算する第1の演算装置。 (c)H(τ)
を推算し、Gn(t)、G’(ω)、G”(ω)η(d
γ/dt)、又はN(dγ/dt)を推算する第2の演
算装置。 (d)記憶装置及び表示装置。
算する装置、及びその機能を実現するためのプログラム
記録媒体を提供することを目的とする。 【解決手段】 以下の(a) 〜 (d)を含む高分子材料ブレ
ンド系の溶融粘弾性の推算装置並びに当該機能を実現さ
せるためのプログラム記録媒体。 (a)高分子材料ブレン
ド系の各成分iのMzi とMwi 、又はMwi とMn
i 、繰り返し単位の構造、及びブレンド比率を入力
する入力装置。 (b)Mw、Mn、分散度Mw/Mn、及
びMz/Mwを推算する第1の演算装置。 (c)H(τ)
を推算し、Gn(t)、G’(ω)、G”(ω)η(d
γ/dt)、又はN(dγ/dt)を推算する第2の演
算装置。 (d)記憶装置及び表示装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、分子量の異なる多
分散高分子材料ブレンド系について、その成分高分子の
各分子量、ブレンド比、及び化学構造に基づいて、溶融
粘弾性的性質を推算する装置及びその機能を実現させる
ためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体に関するものである。
分散高分子材料ブレンド系について、その成分高分子の
各分子量、ブレンド比、及び化学構造に基づいて、溶融
粘弾性的性質を推算する装置及びその機能を実現させる
ためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】分子量分布の狭い単分散高分子のブレン
ド系の粘弾性については、例えば、J.Colloid Sci., 1
4, 49 (1959)、J. Chem. Soc., Faraday Trans. II, 7
4, 1802(1978、Adv. Polym. Sci., 47, 67 (1982) 、Po
lymer Engineering Science, 36, 852 (1996) 、Am. Ch
em. Soc. Polym. Prepr., 28, 185 (1987)、Maclomolec
ules, 23, 4687 (1990) などに、多くのブレンド則が開
示されている。しかし、これらは、単一の多分散系高分
子の溶融粘弾性の推算に適用することが容易でなく、ま
た、異なった分子量の多分散系高分子の溶融粘弾性の推
算には適用できない。
ド系の粘弾性については、例えば、J.Colloid Sci., 1
4, 49 (1959)、J. Chem. Soc., Faraday Trans. II, 7
4, 1802(1978、Adv. Polym. Sci., 47, 67 (1982) 、Po
lymer Engineering Science, 36, 852 (1996) 、Am. Ch
em. Soc. Polym. Prepr., 28, 185 (1987)、Maclomolec
ules, 23, 4687 (1990) などに、多くのブレンド則が開
示されている。しかし、これらは、単一の多分散系高分
子の溶融粘弾性の推算に適用することが容易でなく、ま
た、異なった分子量の多分散系高分子の溶融粘弾性の推
算には適用できない。
【0003】本発明者らは、多分散溶融高分子の緩和ス
ペクトルに注目し、ゼロ剪断粘度と分子量分布から緩和
スペクトルの形状を予測し、それに基づいて多分散溶融
高分子の粘弾性的性質を推測する方法を報告している
(日本レオロジー学会誌,21,149 (1993)、特開平6-266
693号公報)。しかし、この方法は単一の高分子溶融物
に対しての適用を想定したものであり、異なった分子量
の多分散高分子のブレンド系への適用には問題があっ
た。
ペクトルに注目し、ゼロ剪断粘度と分子量分布から緩和
スペクトルの形状を予測し、それに基づいて多分散溶融
高分子の粘弾性的性質を推測する方法を報告している
(日本レオロジー学会誌,21,149 (1993)、特開平6-266
693号公報)。しかし、この方法は単一の高分子溶融物
に対しての適用を想定したものであり、異なった分子量
の多分散高分子のブレンド系への適用には問題があっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、異なった分
子量の多分散高分子のブレンド系の分子量分布曲線が、
ブロードな一つのピークを持つ単一の多分散系で置き換
えられることに着目し、異なった分子量の多分散高分子
のブレンド系の溶融粘弾性を、各成分高分子の平均分子
量、ブレンド比、及び繰り返し単位に基づいて、溶融粘
弾性の推算する装置、及びその機能を実現するためのプ
ログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体を提供することを目的とする。
子量の多分散高分子のブレンド系の分子量分布曲線が、
ブロードな一つのピークを持つ単一の多分散系で置き換
えられることに着目し、異なった分子量の多分散高分子
のブレンド系の溶融粘弾性を、各成分高分子の平均分子
量、ブレンド比、及び繰り返し単位に基づいて、溶融粘
弾性の推算する装置、及びその機能を実現するためのプ
ログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、 以下の構成
要素(a) 〜(d) を含む高分子材料ブレンド系の溶融粘弾
性の推算装置に関する。 (a)溶融粘弾性を推算しようとする高分子材料ブレンド
系の各ブレンド成分iについて Z平均分子量Mzi と重量平均分子量Mwi 、または
重量平均分子量Mwiと数平均分子量Mni 、繰り返
し単位の構造、及び、ブレンド比率を入力する入力装
置。 (b)上記の入力装置に入力された各ブレンド成分につい
ての各種分子量及びブレンド比率から、当該高分子ブレ
ンド系材料の重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、
分散度Mw/Mn、及びMz/Mwを推算する第1の演
算装置。 (c)上記の入力装置に入力された各ブレンド成分につい
ての繰り返し単位の構造、及び第1の演算装置で推算さ
れたMw、Mn、Mw/Mn、及びMz/Mwから、当
該高分子ブレンド系材料の緩和スペクトルH(τ)を推
算し、得られたH(τ)から緩和強度の時間分布Gn
(t)、貯蔵弾性率の周波数依存性G’(ω)、損失弾
性率の周波数依存性G”(ω)、剪断粘度の剪断速度依
存性η(dγ/dt)、又は法線応力の剪断速度依存性
N(dγ/dt)を推算する第2の演算装置。 (d)上記のGn(t)、G’(ω)、G”(ω)η(d
γ/dt)、及びN(dγ/dt)を記憶する第1の記
憶装置及び表示する表示装置。
要素(a) 〜(d) を含む高分子材料ブレンド系の溶融粘弾
性の推算装置に関する。 (a)溶融粘弾性を推算しようとする高分子材料ブレンド
系の各ブレンド成分iについて Z平均分子量Mzi と重量平均分子量Mwi 、または
重量平均分子量Mwiと数平均分子量Mni 、繰り返
し単位の構造、及び、ブレンド比率を入力する入力装
置。 (b)上記の入力装置に入力された各ブレンド成分につい
ての各種分子量及びブレンド比率から、当該高分子ブレ
ンド系材料の重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、
分散度Mw/Mn、及びMz/Mwを推算する第1の演
算装置。 (c)上記の入力装置に入力された各ブレンド成分につい
ての繰り返し単位の構造、及び第1の演算装置で推算さ
れたMw、Mn、Mw/Mn、及びMz/Mwから、当
該高分子ブレンド系材料の緩和スペクトルH(τ)を推
算し、得られたH(τ)から緩和強度の時間分布Gn
(t)、貯蔵弾性率の周波数依存性G’(ω)、損失弾
性率の周波数依存性G”(ω)、剪断粘度の剪断速度依
存性η(dγ/dt)、又は法線応力の剪断速度依存性
N(dγ/dt)を推算する第2の演算装置。 (d)上記のGn(t)、G’(ω)、G”(ω)η(d
γ/dt)、及びN(dγ/dt)を記憶する第1の記
憶装置及び表示する表示装置。
【0006】また、本発明は、上記の(a) 〜(d) の機能
を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ
読み取り可能な記録媒体に関する。
を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ
読み取り可能な記録媒体に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施態様の例を図面に基
づいて説明する。図1は、推算装置の構成の一例を示す
ブロック図である。入力装置01、第1の演算装置1
1、第2の演算装置12、記憶装置20、表示装置3
0、及び読み出し手段40からなる計算装置の例であ
る。
づいて説明する。図1は、推算装置の構成の一例を示す
ブロック図である。入力装置01、第1の演算装置1
1、第2の演算装置12、記憶装置20、表示装置3
0、及び読み出し手段40からなる計算装置の例であ
る。
【0008】図2は本発明の推算装置を用いて分子量の
異なる多分散高分子材料ブレンド系の溶融粘弾性を推算
する手順の一例を示すフローチャートである。
異なる多分散高分子材料ブレンド系の溶融粘弾性を推算
する手順の一例を示すフローチャートである。
【0009】入力装置01としてはキーボードの他、ラ
イトペンやイメージリーダなどの図形入力装置やパンチ
カードリーダなどを用いることができる。またこれらの
装置を二種類以上併用することができる。
イトペンやイメージリーダなどの図形入力装置やパンチ
カードリーダなどを用いることができる。またこれらの
装置を二種類以上併用することができる。
【0010】演算装置11〜12としては、CPUとし
ていわゆるパーソナルコンピュータを用いることができ
る。また、必要に応じて、ミニコンピュータやスーパー
コンピュータなども用いることができる。
ていわゆるパーソナルコンピュータを用いることができ
る。また、必要に応じて、ミニコンピュータやスーパー
コンピュータなども用いることができる。
【0011】記憶装置20としては、フロッピーディス
ク、ハードディスク、テープなどを用いることができ
る。
ク、ハードディスク、テープなどを用いることができ
る。
【0012】表示装置30としては、ブラウン管、液晶
ディスプレ、各種プリンタ、プロッタなどが好適に用い
られる。これらを併用してもよい。
ディスプレ、各種プリンタ、プロッタなどが好適に用い
られる。これらを併用してもよい。
【0013】以下に、本発明の計算装置または記録媒体
の各構成部分の働きについて詳細に説明する。
の各構成部分の働きについて詳細に説明する。
【0014】入力装置は、分子量の異なる多分散高分子
材料ブレンド系の溶融粘弾性を推算しようとする高分子
の繰り返し単位の構造についての情報、各ブレンド成分
高分子iについてZ平均分子量Mzi と重量平均分子量
Mwi 、または重量平均分子量Mwi と数平均分子量M
ni 、及び、ブレンド比率を入力するものである。繰り
返し単位については、図形情報として入力してもよく、
各々の繰り返し単位を構成しうるメチレン基、メチル
基、置換メチレン基、アルキル基、フェニレン基、フェ
ニル基、あるいは、アミド結合やエステル結合などの原
子団の各々に番号を付しておき、この番号の組み合わせ
によって入力してもよい。また、Z平均分子量Mzi と
重量平均分子量Mwi 、または重量平均分子量Mwi と
数平均分子量Mni 、及び、ブレンド比率は、数字で直
接入力してもよいし、あるいはファイルの形式で読みと
らせてもよい。
材料ブレンド系の溶融粘弾性を推算しようとする高分子
の繰り返し単位の構造についての情報、各ブレンド成分
高分子iについてZ平均分子量Mzi と重量平均分子量
Mwi 、または重量平均分子量Mwi と数平均分子量M
ni 、及び、ブレンド比率を入力するものである。繰り
返し単位については、図形情報として入力してもよく、
各々の繰り返し単位を構成しうるメチレン基、メチル
基、置換メチレン基、アルキル基、フェニレン基、フェ
ニル基、あるいは、アミド結合やエステル結合などの原
子団の各々に番号を付しておき、この番号の組み合わせ
によって入力してもよい。また、Z平均分子量Mzi と
重量平均分子量Mwi 、または重量平均分子量Mwi と
数平均分子量Mni 、及び、ブレンド比率は、数字で直
接入力してもよいし、あるいはファイルの形式で読みと
らせてもよい。
【0015】第1の演算装置においては、上記の入力さ
れた各種分子量及びブレンド比率からブレンド系の重量
平均分子量Mw及び数平均分子量Mnを計算する。さら
に、これらを用いて分散度Mw/Mn、及びMz/Mw
を計算する。
れた各種分子量及びブレンド比率からブレンド系の重量
平均分子量Mw及び数平均分子量Mnを計算する。さら
に、これらを用いて分散度Mw/Mn、及びMz/Mw
を計算する。
【0016】ブレンド系の重量平均分子量Mwは数式
(1)により求められる。 数式(1) Mw=Σφi Mwi ここで、φi はブレンド系における各成分高分子iの体
積分率を示し、Mwiはブレンド系における各成分高分
子iの重量平均分子量を示す。
(1)により求められる。 数式(1) Mw=Σφi Mwi ここで、φi はブレンド系における各成分高分子iの体
積分率を示し、Mwiはブレンド系における各成分高分
子iの重量平均分子量を示す。
【0017】各ブレンド成分高分子iからなるブレンド
系の数平均分子量Mnは数式(2)により求められる。 数式(2) (1/Mn)=Σ(φi /Mni ) ここで、Mni のブレンド系における各成分高分子の数
平均分子量を示す。
系の数平均分子量Mnは数式(2)により求められる。 数式(2) (1/Mn)=Σ(φi /Mni ) ここで、Mni のブレンド系における各成分高分子の数
平均分子量を示す。
【0018】分散度Mw/Mnは、上記のMn及びMw
から求められる。
から求められる。
【0019】Mz/Mwは、分子量分布の形を仮定する
ことによりMw/Mnから算出できる。例えば、分子量
分布が Shultz-Zimm型の場合、数式(3)により求めら
れる。 数式(3) (Mz/Mw)=(2・Mw/Mn−1)/(Mw/M
n)
ことによりMw/Mnから算出できる。例えば、分子量
分布が Shultz-Zimm型の場合、数式(3)により求めら
れる。 数式(3) (Mz/Mw)=(2・Mw/Mn−1)/(Mw/M
n)
【0020】また、対数正規分布型の場合、数式(4)
により求められる。 数式(4) (Mz/Mw)=(Mw/Mn)
により求められる。 数式(4) (Mz/Mw)=(Mw/Mn)
【0021】第2の演算装置においては、当該高分子材
料ブレンド系の緩和スペクトルH(τ)を求め、得られ
たH(τ)から緩和強度の時間分布Gn(t)、貯蔵弾
性率の周波数依存性G’(ω)、損失弾性率の周波数依
存性G”(ω)、剪断粘度の剪断速度依存性η(dγ/
dt)、又は法線応力の剪断速度依存性N(dγ/d
t)を推算する。
料ブレンド系の緩和スペクトルH(τ)を求め、得られ
たH(τ)から緩和強度の時間分布Gn(t)、貯蔵弾
性率の周波数依存性G’(ω)、損失弾性率の周波数依
存性G”(ω)、剪断粘度の剪断速度依存性η(dγ/
dt)、又は法線応力の剪断速度依存性N(dγ/d
t)を推算する。
【0022】第2の演算装置においては、特開平6−2
66693号公報に記載されている手法に従って計算す
ることができる。
66693号公報に記載されている手法に従って計算す
ることができる。
【0023】
【実施例】表1に示した2種の多分散系ポリスチレン
(PS1及びPS2)を種々の濃度にブレンドした系の
溶融粘弾性の推算に、本発明の推算装置およびプログラ
ムの適用を試みた。PS1及びPS2を、2:8、5:
5、及び8:2の体積分率比でブレンドしたもののG’
(ω)とG”(ω)の実測値と推算値との比較を、図3
〜5に示した。図中記号において、○はG’(ω)の実
測値、▽はG”(ω)の実測値、実線はそれぞれの本発
明の装置による推測値である。図から明らかなように、
実測値と推算値はよく一致した。なお、本実施例におい
ては、第1の記憶装置および第1〜第2の演算装置とし
て、32ビットのマイクロコンピュータを用いたが、こ
の結果を得るのに2分しか必要としなかった。
(PS1及びPS2)を種々の濃度にブレンドした系の
溶融粘弾性の推算に、本発明の推算装置およびプログラ
ムの適用を試みた。PS1及びPS2を、2:8、5:
5、及び8:2の体積分率比でブレンドしたもののG’
(ω)とG”(ω)の実測値と推算値との比較を、図3
〜5に示した。図中記号において、○はG’(ω)の実
測値、▽はG”(ω)の実測値、実線はそれぞれの本発
明の装置による推測値である。図から明らかなように、
実測値と推算値はよく一致した。なお、本実施例におい
ては、第1の記憶装置および第1〜第2の演算装置とし
て、32ビットのマイクロコンピュータを用いたが、こ
の結果を得るのに2分しか必要としなかった。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】高分子材料ブレンド系の緩和スペクトル
H(τ)、緩和強度の時間分布Gn(t)、貯蔵弾性率
の周波数依存性G’(ω)、損失弾性率の周波数依存性
G”(ω)、剪断粘度の剪断速度依存性η(dγ/d
t)、又は法線応力の剪断速度依存性N(dγ/dt)
を高々5分程度で高い精度で推算できので、新規なポリ
マーアロイ開発や金型の自動設計のための時間が大幅に
短縮できる。
H(τ)、緩和強度の時間分布Gn(t)、貯蔵弾性率
の周波数依存性G’(ω)、損失弾性率の周波数依存性
G”(ω)、剪断粘度の剪断速度依存性η(dγ/d
t)、又は法線応力の剪断速度依存性N(dγ/dt)
を高々5分程度で高い精度で推算できので、新規なポリ
マーアロイ開発や金型の自動設計のための時間が大幅に
短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の計算装置の構成の一例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図2】 本発明の高分子材料ブレンド系の溶融粘弾性
を推算する手順の一例をしめすブロック図である。
を推算する手順の一例をしめすブロック図である。
【図3】 第1の演算装置における演算手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図4】 実施例におけるG’(ω)及びG”(ω)の
実測値(○と▽)と推算値(実線)との比較(ブレンド
比 PS1:PS2=2:8)を示したものである。
実測値(○と▽)と推算値(実線)との比較(ブレンド
比 PS1:PS2=2:8)を示したものである。
【図5】 実施例におけるG’(ω)及びG”(ω)の
実測値(○と▽)と推算値(実線)との比較(ブレンド
比 PS1:PS2=5:5)を示したものである。
実測値(○と▽)と推算値(実線)との比較(ブレンド
比 PS1:PS2=5:5)を示したものである。
【図6】 実施例におけるG’(ω)及びG”(ω)の
実測値実測値(○と▽)と推算値(実線)との比較(ブ
レンド比 PS1:PS2=8:2)を示したものであ
る。
実測値実測値(○と▽)と推算値(実線)との比較(ブ
レンド比 PS1:PS2=8:2)を示したものであ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 以下の構成要素(a) 〜 (d)を含む高分子
材料ブレンド系の溶融粘弾性の推算装置。 (a)溶融粘弾性を推算しようとする高分子材料ブレンド
系の各ブレンド成分iについて Z平均分子量Mzi と重量平均分子量Mwi 、または
重量平均分子量Mwiと数平均分子量Mni 、繰り返
し単位の構造、及び、ブレンド比率を入力する入力装
置。 (b)上記の入力装置に入力された各ブレンド成分につい
ての各種分子量及びブレンド比率から、当該高分子ブレ
ンド系材料の重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、
分散度Mw/Mn、及びMz/Mwを推算する第1の演
算装置。 (c)上記の入力装置に入力された各ブレンド成分につい
ての繰り返し単位の構造、及び第1の演算装置で推算さ
れたMw、Mn、Mw/Mn、及びMz/Mwから、当
該高分子ブレンド系材料の緩和スペクトルH(τ)を推
算し、得られたH(τ)から緩和強度の時間分布Gn
(t)、貯蔵弾性率の周波数依存性G’(ω)、損失弾
性率の周波数依存性G”(ω)、剪断粘度の剪断速度依
存性η(dγ/dt)、又は法線応力の剪断速度依存性
N(dγ/dt)を推算する第2の演算装置。 (d)上記のGn(t)、G’(ω)、G”(ω)η(d
γ/dt)、又はN(dγ/dt)を記憶する第1の記
憶装置及び表示する表示装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の(a) 〜(d) の機能を実
現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み
取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13367397A JPH10326271A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 溶融粘弾性推算装置及びプログラム記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13367397A JPH10326271A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 溶融粘弾性推算装置及びプログラム記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326271A true JPH10326271A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15110234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13367397A Pending JPH10326271A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 溶融粘弾性推算装置及びプログラム記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10326271A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109884288A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-14 | 哈尔滨工业大学 | 基于最优松弛时间域的沥青混合料Prony级数模型参数的确定方法 |
-
1997
- 1997-05-23 JP JP13367397A patent/JPH10326271A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109884288A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-14 | 哈尔滨工业大学 | 基于最优松弛时间域的沥青混合料Prony级数模型参数的确定方法 |
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