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Specific deformation behavior of crystalline polymer under biaxial deformation

Research Project

Project/Area Number 21H02003
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 35020:Polymer materials-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Kojio Ken  九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (20346935)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
KeywordsBiaxial deformation / Crystalline polymer / 結晶性高分子 / 二軸伸長 / 放射光X線回折測定 / 赤外吸収分光測定 / ポリエチレン / 二軸伸長変形 / アイソタクチックポリプロピレン / 広角X線回折 / 二軸伸長試験 / Biaxial tensile testing / X-ray diffraction
Outline of Research at the Start

本研究申請では、二軸伸長変形時の結晶性高分子膜の力学物性を評価する。さらにこれらの試験過程におけるその場解析法に基づき分子鎖凝集構造変化の特異性を解明することを目的とする。凝集構造評価手法としては、偏光光学顕微鏡観察、赤外・ラマン分光測定および放射光を用いた小角X線散乱/広角X線回折測定を用いる。これらの結果に基づき、真の変形挙動を解明し、より優れた物性を有する結晶性高分子開発のための知見とする。

Outline of Final Research Achievements

Since polymer chains have a one-dimensional structure, they show an anisotropic response to deformation. In this study, behaviors of molecular chains were investigated under the biaxial deformation process by wide-angle X-ray diffraction and polarized high-speed camera observation. Both measurements revealed that yielding in various directions occurred near the yield point.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

LLDPEやナイロンをはじめとする結晶性高分子材料は、一般に弾性率が高く剛性があり、単体のみならず、ガラス繊維、炭素繊維や種々のフィラーとの複合材料として使用されている。また、安価なものも多いため、高分子材料分野において、量的に非常に大きな割合を占めている。さらに、熱や溶媒を使用することによって、再成形なども可能であるため、持続可能な社会を達成する上で重要な役割を果たしうる。したがって、本研究で得られた成果は、このような結晶性高分子のさらなる用途開発に極めて重要な知見となると期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Specific deformation behavior of isotactic polypropylene films under a multiaxial stress field2022

    • Author(s)
      Ken Kojio, Aya Fujimoto, Chigusa Nagano, Shuhei Nozaki, Kazutoshi Yokomachi, Kazutaka Kamitani, Hirohmi Watanabe, Atsushi Takahara
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 16 Issue: 17 Pages: 3369-3375

    • DOI

      10.1039/d2sm00147k

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 多軸伸長下における高分子膜の 分子鎖構造変化のその場解析2023

    • Author(s)
      小椎尾 謙
    • Organizer
      高分子学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Changes in Structures of Elastomers and Glassy Polymers under Biaxial Deformation Modes2023

    • Author(s)
      Ken Kojio
    • Organizer
      Materials research Meeting 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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