高分子結晶化誘導期における秩序化過程の熱分析と振動分光の同時測定による解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09651001
• Research Institution: TOKYO METOROPOLITAN UNIVERSITY
• Principal Investigator: 吉田 博久 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20094287)
• Keywords: DSC-FTIR同時測定 / 結晶化誘導期 / n-アルカン / コンホメーション / ポリエチレンテレフタレート / 緩和現象

Research Abstract

示差走査熱量計とフーリエ変換赤外分光光度計の同時測定(DSC-FTIR)により、n-アルカンの相転移における緩和過程の測定ならびにポリエチレンテレフタレートの相転移過程の解析を行った。
n-アルカンとしてヘキサトリアコンタンならびにオクタコサンを用いて、溶液から再結晶化した単結晶と溶融状態から冷却して得た多結晶の相転移(固相転移ならびに融解)を解析した。多結晶体は準安定状態である回転相のコンホメーション秩序が凍結した状態にあり、固相転移では凍結秩序の緩和によるコンホメーションの秩序象が観察された。
ポリエチレンテレフタレートの溶融状態ならびにガラス状態からの結晶化過程を解析した。DSC-FTIR、DSC-SRXRD、DSC-XRD同時測定の結果から、PETの結晶化メカニズムは次のように考えられる。溶融状態ならびにガラス状態からの結晶化は基本的には次の様な秩序化の順番によってもたらされる。(1)π電子相互作用によるベンゼン環同士のスタックと分子鎖のサイドバイサイドの配向、(2)長距離の密度ゆらぎの生成、(3)エチレン鎖のコンホメーションの秩序化、(4)乱れた短距離秩序の形成、(5)b軸方向の秩序化、(6)a軸方向の秩序化とベンゼン環とエチレン鎖のコンホメーションの整合化、(7)長周期構造の形成。これらの秩序化は、(1)と(2)の過程は結晶核形成過程、(3)〜(5)が結晶化発熱の主な原因、(6)と(7)の過程は二次結晶化と呼ばれている過程と対応する。

Research Products

• [Publications] Hirohisa Yoshida: "Structure relaxation of n-alkanes observed by the simultaneous DSC-FTIR method"J.Thermal Analysis Calorimetry,. 55. 679-685 (1999)
• [Publications] 吉田博久: "同時測定で見る高分子の結晶化過程"熱測定. 24. 141-150 (1999)
• [Publications] Hirohisa Yoshida: "The simultaneous DSC-FTIR and DSC-XRD measurements as a tool for thermal characterization of polymeric materials"Proceedings of International Conference on Thermophysical Properties of Materials(TPPM99). 231-235 (1999)