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Correlation between Local Molecular Mobility and Mechanical Properties in Ionic Polymers

Research Project

Project/Area Number 16K17958
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Polymer/Textile materials
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

YOHEI Miwa  岐阜大学, 工学部, 准教授 (10635692)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsエラストマー / アイオノマー / イオン / ガラス転移温度 / 電子スピン共鳴 / 動的架橋 / 自己修復 / ガラス転移 / ポリエチレン / 小角X線散乱 / 引張り試験 / 高分子構造・物性 / イオン性高分子
Outline of Final Research Achievements

Local glass transition temperatures (Tg) for ionic aggregates, in poly(ethylene-co-methacrylic acid) (EMAA) ionomers plasticized with lauric acid (LA), have been position-selectively measured by electron spin resonance (ESR). This ESR study reveals that a restricted shell region surrounds the rigid ionic core with a thickness of approximately 10 Å. Here, we directly observed that the shell region is preferentially plasticized by LA. When the local shell region Tg decreases to below room temperature, while the weight fraction of LA simultaneously increases, the specimen becomes remarkably stretchable during the tensile test.
We developed an ionically crosslinked polyisoprene elastomer in which the ionic moieties are continuously hopping between ionic aggregates at room temperature. This elastomer spontaneously self-heals. Furthermore, it behaves like a strong and tough elastic material under rapid deformation, but acts like a highly stretchable material under slow deformation.

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (27 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Dynamic Ionic Crosslinks Enable High Strength and Ultrastretchability in a Single Elastomer2018

    • Author(s)
      Y. Miwa, J. Kurachi, Y. Kohbara, and S. Kutsumizu
    • Journal Title

      Communications Chemistry

      Volume: 1 Issue: 1 Pages: 5-5

    • DOI

      10.1038/s42004-017-0004-9

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      豊橋科学技術大学
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      神原悠・古川創・三輪洋平・沓水祥一
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    • Place of Presentation
      山形大学東京サテライト
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Published: 2016-04-21   Modified: 2019-03-29  

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