2000 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
10305068
|
Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
梶 慶輔 京都大学, 化学研究所, 教授 (00026072)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 幸次 京都大学, 化学研究所, 助手 (80189290)
金谷 利治 京都大学, 化学研究所, 助教授 (20152788)
|
Keywords | 高分子 / 結晶化誘導期 / ミクロ相分離 / スピノーダル分解 / 特性波長 / ガラス結晶化 / メルト結晶化 / 超小角X線散乱 |
Research Abstract |
結晶性高分子の高次構造制御は、その物性との関係において非常に重要である。しかし、これまで高次構造の発現構造が十分理解されておらず、その解明が切望されていた。われわれは、小角X線散乱などを用いて、従来、大きな構造変化が起こっていないと考えられていた結晶化誘導期にスピノーダル分解型のミクロ相分離が起こっていることを発見し、その起源と成長過程を詳細に研究してきた。その結果、ガラス状態から低温で結晶化したときとメルト状態から比較的高温で結晶化させたときとでは、スピノーダル分解の特性波長(高分子鎖セグメントの配向領域と非配向領域の周期)が数10nmおよび数μmと2桁も異なることを発見し、そのことが球晶サイズに大きく関係していることが示唆された。 本年度は、ポリエチレンナフタレート(PEN)のガラス状態からの結晶化誘導期においてもスピノーダル分解型のミクロ相分離が起こっていることを、時間分割小角X線散乱測定により明らかにするとともに、スピノーダル分解パターンの光学顕微鏡観察をいくつかの高分子で成功させた。それにより結晶化温度の上昇に伴い、特性波長が増大していき、ある温度(スピノーダル温度)以上で発散することが明らかになった。さらに結晶化温度がスピノーダル温度を超えると、バイノーダル分解型(配向領域の核生成成長)のミクロ相分離に変化するということを光散乱と光学顕微鏡観測により明らかにした。また、フーリエ変換赤外による実時間測定から、高分子鎖が結晶化誘導期で結晶形態(剛直セグメント)を取り始め、その長さの増大が配向化を誘起することを発見した。 本科研費で購入した超小角X線散乱装置を用いた結果は、以下の通りである。メルト結晶化の場合、実測特性波長は顕微鏡の結果と良く一致した。ガラス結晶化の場合、2種類の特性波長が存在した。1つは、本研究の端緒となった数10nmの特性波長であり、もう1つは意外にもメルト結晶化に対応する数μmの特性波長である。ただし、ガラス結晶化の場合にはこの波長分布が著しく広いという特徴をもっている。今後は、これらの新たな発見に基づいて研究を進め、結晶化初期の構造形成機構の全貌の解明を目指す。
|
Research Products
(3 results)
-
[Publications] Go Matsuba: "Further Evidence of Spinodal Decomposition during the Induction Period of Polymer Crystallzation : Time-resolved Small-angle X-ray Scattering Prior to Crystallization of Poly(ethylene Naphthalate)"Phys.Rev.E. 62・2. R1496-R1500 (2000)
-
[Publications] Go Matsuba: "Conformational Change and Orientation on Fluctuations Prior to the Crystallization of Syndiotatic Polystyrene"Macromolecules. 32・26. 8932-8937 (2000)
-
[Publications] Keisuke Kaji: "Crystalline and Amorphous Polymers, Applications of Neutron Scattering to Soft Condensed Matter, Chapter 5"Gordon and Breach Science Publishers,Australia. 55 (2000)