長繊維状高分子単結晶の製造技術の確立

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555159
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 山下 祐彦 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (20032930)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 邦生 岡山大学, 環境理工学部, 講師 (40274013) ; 横山 文義 岡山大学, 環境理工学部, 助教授 (50174876)
• Keywords: ポリ(p-オキシベンゾイル) / ウィスカ- / 芳香族ポリエステル / 高分子単結晶 / 重合結晶化 / 結晶成長 / オリゴマー / 過飽和度

Research Abstract

平成9年度は、平成8年度の成果を踏まえ、以下の2項目を重点的に研究した。その結果、ウィスカ-長を任意に制御する技術の可能性を得た。
(1)独立した重合系内でのPOB結晶核数の低減によるウィスカ-繊維長の増大
流動パラフィン中での重合において、p-ABAの濃度とウィスカ-長の関係を検討した。その結果、濃度1%では平均長30μm,平均径0.8μm、濃度2%では平均長9.6μm,平均径0.4μm、濃度4%では平均長3.4μm,平均径0.8μmのウィスカ-が生成した。ウィスカ-の形状パラメーターと密度から算出した生成結晶数は、濃度1%では3.3×10^<11>個/l、濃度2%では4.6×10^<12>個/l、濃度4%では8.3×10^<12>個/lと増大した。p-ABAの濃度を増大させると、見かけの重合速度の著しい増大により核形成時のオリゴマー過飽和度が大きく増加する。よって、生成核数が増大し、結果的にウィスカ-長が減少することが分かった。また、ウィスカ-形状の均一性、並びにウィスカ-が定常に成長する時間の長さの考察から、最適濃度を1%とした。
(2)結晶成長により消費されるオリゴマーの系外からの補給によるPOBウィスカ-繊維長の増大
オリゴマー濃度の低下による結晶成長の停止を抑制することを目的とし、結晶成長により消費されるオリゴマー量に対応したオリゴマーを重合系外から供給し、ウィスカ-の定常成長挙動とオリゴマー濃度との関係を検討した。p-ABA濃度1%、重合溶媒として流動パラフィン、重合温度330℃を基本条件とした。その結果、ウィスカ-の定常成長終了時に、結晶成長に消費されたオリゴマー量と同量のオリゴマーを加えることによって、定常成長が継続して先端角細化の開始が遅延され、ウィスカ-長が増大することが分かった。添加後のウィスカ-成長過程の考察から、新たな結晶核の生成はないこと、結晶側面へのオリゴマー結晶化が起こり結晶径が僅かに増大することが分かった。結晶径の増大は、添加するオリゴマー量を調製し、オリゴマー過飽和度を最適化することによって抑制できる。現在のところ、初期モノマー量に対して33%に相当するオリゴマーを一回添加する方法によって、10%ウィスカ-長増大が認められている。オリゴマーを連続的に供給することにより、任意に結晶長を制御する技術の可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] 山下祐彦, 木村邦生, 次田浩, 横山文義: "重合過程を利用した芳香族高分子の高次構造形成" 岡山大学環境理工学部研究報告. 1・1. 221-227 (1996)
• [Publications] K.Kimura, Y.Yamashita: "Copolymerization effect of m-acetoxybenzoic acid on morphology of poly(oxy-1,4-benzenediylcarbonyl)whiskers" J.Polymer Science A. 34. 739-745 (1996)
• [Publications] K.Kimura, D.Nakajima, F.Yokoyama, Y.Yamashita: "Fractional polymerization of aromatic polyesters" Proceeding of 6th International Polymer Conference. 310- (1997)
• [Publications] Y.Yamashita, K.Kimura: "Polymeric Materials Encyclopedia Whiskers of rigid-rod polymers" CRC Press, 8 (1996)