ブックタイトル高分子 POLYMERS 62巻10月号
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高分子 POLYMERS 62巻10月号
PolySCHOLA測る2限目引張り強度の一番高い高分子材料は何か:ベスト3を比べる1.鉄とプラスチック、どちらが強い?表1引張り強度の高い市販高分子材料ベスト3皆さんのお手元に卒業研究の試料があるとしましょう。どんな分析、測定をするにしても、まず試料を手で持って取り扱えるかどうかで、随分と作業性が違うと思いませんか。同じように、便利・不便といったレベルを超えて、高分子を材料として工業利用する上で、強い、硬い、長持ちするといった機械的な性質は基本となります。したがって、どんなに優れた機能を発現しても、機械的性質が不十分な場合、制限が多すぎて、市場展開できない例が多くあります。さて、「プラスチック(高分子)と鉄を比べて、どちらが強いでしょうか」と尋ねたとします。巷の常識として、「そりゃ鉄に決まっているでしょう」という答えが返ってくることが予想されます。ところが高分子の中には、実は鉄をはるかに凌駕する強度を示す材料が存在します。ここでは、市販高分子材料のうち、引張り強度ベスト3を取り上げます。そして、そのような引張り強度を測定するための準備、実際の測定、注意点などについて解説したいと思います。2.市販高分子材料:引張り強度ベスト3高分子材料、たとえばビニールテープを引張ってみましょう。引張る力をだんだんと増やすと、ついにはちぎれてしまいます。ちぎれるまでに材料に加わる最大の力(単位:N)を、引張る前の試料の断面積(単位:m 2)で割った値が引張り強度です。したがって引張り強度の単位は圧力と同じ単位となり、SI単位ではN m-2(=Pa(パスカル))になります。市販の高分子材料で引張り強度のベスト3を弾性率、破断ひずみとともに表1に示しました。比較のために、鉄の値も併せて示しました。スーパーのポリ袋はポリエチレンでできていますが、それほど強いという印象はありません。ところが、ポリエチレン製の市販繊維には、表1に示すように、引張り強度として3.5 GPaという、とてつもなく高い値を図1神戸市長田区若松公園にある鉄人28号(原作では重量25.8 tだが,この実物大模型の重量は約50 t)示すものもあります。これは鉄の強度の1.25倍に相当します。この繊維を使うと、1 cm 2の断面積で体重60kgの人間が500人以上、ガンダム、ウルトラマンは無理ですが鉄人28号(図1。原作では重量25.8 t)でしたら、ぶら下がることができます。実験室レベルではそ高分子62巻10月号(2013年)c2013 The Society of Polymer Science, Japan621