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ヘアピンフォールドの生成・消滅による主鎖型液晶エラストマーの異常な大変形伸縮挙動

Research Project

Project/Area Number 18655091
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Polymer/Textile materials
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

渡辺 順次 (渡邊 順次)  Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 教授 (90111666)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川内 進  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (80204676)
戸木田 雅利  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (30301170)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywords主鎖型液晶性高分子 / 液晶エラストマー / エラストマー / 架橋 / 折りたたみ鎖 / スメクチック液晶エラストマー / ネマチック液晶エラストマー
Research Abstract

モノドメイン・ネマチック相のフリースタンディング配向試料を用い,配向軸に平行な方向でサイズの温度変化を観測した.その結果,昇温・降温降に伴って配向方向に50%可逆に伸縮する.体積の温度依存性は無視できるので,このサイズの増大が配向軸に垂直方向の断面積の現象を伴っていること,つまり断面を貫通する分子鎖の数が大きく変化することを示している.断面積の温度依存性がヘアピン・フォールド数の温度依存性を反映するものとし,具体的なモデルを提案した.ネマチック温度で配向軸方向の応力-ひずみの関係を調べ折りたたみ鎖の引き延ばしが起こっていることを示唆する結果を得た.光反応性部位を導入した主鎖型液晶高分子を設計合成し,モノドメイン状態での架橋に成功した.このエラストマーはスメクチックCA相を形成する.等方相に昇温すると配向方向に40%収縮するが,液晶状態に降温すると長さは5%しか回復しない.そのときの液晶は自発的に配向しているが,液晶種はスメクチックAであった.このスメクチックA液晶を配向軸方向に延伸すると,応力平坦域でスメクチックCA液晶に転移することを応カ-ひずみ曲線・X線回折同時測定で確認した.スメクチックエラストマーはネマチックエラストマーと異なり,ダイレクター方向に位置の秩序が存在し,層としての性質を持つ。そのため分子がダイレクター方向にその相対的位置を自由に変えられないこと,折りたたみ部分を特定の部位に収容し,結晶とよく似た折りたたみ鎖ラメラ構造を形成するなどの特徴を持つことから,延伸前のスメクチックA液晶は,折りたたみ鎖によって構成されていると考えた.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Unusual Formation of Smectic A Structure in Crosslinked Monodomain Elastomer of Main-Chain LC Polyester with 3-Methyl Pentane spacer2008

    • Author(s)
      Ryohei Ishige, Masatoshi Tokita^*, Junji Watanabe
    • Journal Title

      Macromolecules 41(印刷中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characteristic Shear-Flow Orientation in LC Block Copolymer Resulting from Compromise between Orientations of Microcylinder and LC Mesogen2007

    • Author(s)
      Masatoshi Tokita, Satoshi Masuyama, and Junji Watanabe
    • Journal Title

      Macromolecules 40

      Pages: 7276-7282

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unusual nematic liquid crystal with polar Cs symmetry formed from aromatic polyesters with head-tail character2007

    • Author(s)
      Masao Koike, Masatoshi Tokita, and Junji Watanabe
    • Journal Title

      Macromolecules 40

      Pages: 2524-2531

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermally reversible distortion along the director observed for monodomain nematic elastomer of cross-linked main-chain polyester2007

    • Author(s)
      M.Tokita, H.Tagawa, R.Ishige, K.Osada, J.Watanabe
    • Journal Title

      Mol. Cryst. Liq. Cryst. 465

      Pages: 153-163

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] せん断流動配向挙動から見えてきた主鎖型高分子スメクチック液晶の折りたたみ鎖ラメラ構造2006

    • Author(s)
      戸木田雅利, 渡辺順次
    • Journal Title

      繊維学会誌 62

      Pages: 160-164

    • NAID

      10019173409

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Polarized light scattering and synchrotoron radiation wide-angle X-ray diffraction studies on smectic liquid crystal formation of main-chain polyester2006

    • Author(s)
      M.Tokita, K.-W.Kim, S.Kang, J Watanabe
    • Journal Title

      Macromolecules 39

      Pages: 2021-2023

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Temperature-induced reversible distortion along the director observed for monodomain nematic elastomer of cross-linked main-chain polyester2006

    • Author(s)
      M.Tokita, H.Tagawa, S.Funaoka, Niwano, K.Osada, J.Watanabe
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys 45

      Pages: 1729-1733

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Aromatic polyesters with flexible side chains. 10. Studies on biaxiality in nematic liquid crystal of BC-n polyester2006

    • Author(s)
      Kai Fu, Masato Sone, Masatoshi Tokita, Junji Watanabe
    • Journal Title

      Polymer J. 38

      Pages: 1-5

    • NAID

      10017485768

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Several Interesting Fields Exploited through Understanding of Polymeric Effects on Liquid Crystals of Main-Chain Polyesters2006

    • Author(s)
      Masatoshi Tokita, Junji Watanabe 38, 611-638 (2006)
    • Journal Title

      Polym. J. 38

      Pages: 638-638

    • NAID

      10018006433

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 光散乱および放射光広角X線回折による主鎖型液晶性高分子のスメクチック液晶形成過程の追跡2007

    • Author(s)
      戸木田 雅利, 石毛 亮平, 姜 聲敏, Kwang Woo Kim, 渡辺 順次
    • Organizer
      第56回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
    • Year and Date
      2007-05-30
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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