1994 Fiscal Year Annual Research Report
強誘電性高分子結晶の高次構造の制御と応用に関する研究
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06452342
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
大東 弘二 山形大学, 工学部, 教授 (90185372)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古賀 啓子 九州産業大学, 工学部, 助手 (90234723)
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| Keywords | 強誘電性高分子 / PVDF / P(VDF / TrFE) / 高分子ブレンド / 高圧結晶化 / 圧電性 / 高分子単結晶 / 超音波トランスジューサ |
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| Research Abstract |
1)P(VDF-TrFE)単結晶膜の構造とその物性.P(VDF-TrFE)膜を1軸延伸し,膜表面を自由表面に保って常誘電相で熱処理すると延伸軸をc軸,膜面に垂直方向が(110)または(020)である単結晶膜的な膜が生成することが解った.この膜の圧電率,電気機械結合係数k,弾性定数の5個のマトリックス成分,誘電率を10KからCurie温度までの温度範囲で決定した.単結晶を反映して,c軸方向の弾性率が大きく(100GPa),kは高分子の中で最大の値をもつ.弾性率の測定から,常誘電相では分子鎖方向には液体的,垂直方向には固体的であることが水晶複合振動真意による弾性率の測定おから明らかになった.この膜は横波超音波送受波子としても実用可能な効率をもつことが分かった.分子運動と関連する構造相転移をX線回折から研究し,多くの知見を得た.
2)PVDFおよび高モルのVDF成分を含むP(VDF-TrFE)の高圧結晶化と圧電性.常誘電相,強誘電相,液相の圧力-温度相図をPVDFについて求め,最大の圧電性を示す結晶化条件を探索した.高圧結晶化したPVDFの構造と圧電物性を調べ,これまでにPVDFで得られているより大きい結合係数と耐熱性を持つ膜が得られた.得られ最大の圧電結合係数ktは0.27であり,200℃まで圧電性を保持することが分かった.この性能は世界最高である.
3)P(VDF-TrFE)とPMMAのブレンド膜.いくつかの割合のブレンド膜の相分離を光学顕微鏡,DSC,X線回折で調べた.P(VDF-TrFE)の比がが小さいとき相溶し,大きいとき常誘電相でP(VDF-TrFE)の大きい伸張鎖単結晶が成長する.また,延伸によって,見かけ上透明で,結晶性の良い膜が得られた.延伸結晶膜中のPMMA分子の存在状態の研究は高分子ブレンドの理解に必要である.
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Research Products
(7 results)
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[Publications] K.Omote: "Performance of Multilayered Ultrasonic Transducers Comprising Vinylidene Fluoride and Trifuoroethylene Copolymer Films and Ferroelectric Ceramic Plates." Jpn.J.Appl.Phyo.33. 2966-2971 (1994)
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[Publications] M.Hikosaka: "Role of the Transient Hexagonal Phase in the Formation of Extended Chain Single Crystals of Vinylidene Fluoride and Trifluoroethylene," Jpn.J.Appl.Phys.33. 214-219 (1994)
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[Publications] K.Omote: "Shear Piezoelectric Properties of Vinylidene Fluoride Trifluoroethylene Copolymer,and its Application to Transverse Ultrasonic Transducers" Appl.Phys.Letters. 66(17)(in press). (1995)
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[Publications] K.Koga: "Piezoelectricity in Polycyanoarylether" Reports.Progr.Polym.Phys.Japan.37. 433-436 (1994)
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[Publications] M.Takayanagi: "Improvement of Orientation of Thermoplastic Liquid Crystal Fibrils in Plastic Alloy by Addition of the Third Component." Rept.Progr.Polym.Phys.Jpn. 37. 179-182 (1994)
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[Publications] H.Ohigashi: "Improvement of Piezoelectric Properites of Polyvinylidene Fluoride and Its Copolymers Crystallization by Crystallization under High Pressures" Ferroelectries. (in press).
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[Publications] "新版高分子分析ハンドブック" 紀伊国屋書店(分担執筆), 10 (1994)
