Simulation for changes of structures and properties by scission of polymer chains
| Project Area | Precision Degradation of Polymer and Polymeric Material |
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| Project/Area Number |
20H05736
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥37,050,000 (Direct Cost: ¥28,500,000、Indirect Cost: ¥8,550,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Fiscal Year 2021: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
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| Keywords | 高分子 / シミュレーション / 粗視化 / 切断 / 分解 |
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| Outline of Research at the Start |
プラスチックやゴムに代表される高分子材料は利用される環境に応じて物理的、化学的、生物的といった種々の異なる要因によって分解されていく。このような分解が進行することで高分子材料の物性は徐々に変化していく。本研究では、各種分解が進展することが高分子材料の物性にどのように影響するかを理解するため、分解を効率的にシミュレーションできるモデルを構築する。構築したモデルと研究領域内で実施される各種実験とを連携することで、分解と物性変化の関係を明らかにすることを目指す。例えば、実験だけではわからない材料の変化の過程を調べたり、分解や物性を制御してよりよい高分子材料を作るための情報を与えることを目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
We integrated the micro- or mesoscopic chain scission models for polymers into mesoscopic coarse-grained models, to investigate the effects of chain scission on macroscopic physical properties. We unified two well-known chain scission models: the random scission and chain-end scission models. Then by combining the chain scission model with the mesoscopic molecular model of rheology, we investigated how the chain scission affects the macroscopic rheological properties. We developped a new highly coarse-grained model for crystalline polymers and integrated the chain scission effect into the model. We performed simulations and investigated how the chain scission affects the macroscopic stress-strain relations of crystalline polymer solids.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高分子物理ではほとんどの場合、高分子の分子量は一定であるとして理論やモデルが構築されている。本研究により、鎖切断で分子量が変わる場合に高分子材料の物性がどのように変化するかを調べることができるようになった。また、本研究の結果は高分子材料を長期間利用した際にどのように力学物性が変化していくかを予測しそれを材料設計に反映させたり、高分子材料をリサイクルする場合にどれだけ流動物性や再生品の力学物性の変化があるか等を予測することに役立てられるものと期待できる。
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Report
(4 results)
Research Products
(24 results)
