物理ゲルの微視的架橋構造並びに不均質性と巨視的物性との相関

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10305070
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 根本 紀夫 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90027053)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高田 晃彦 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (20254427) ; 塩川 浩三 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (70089928)
• Keywords: 顕微鏡赤外吸収二色性 / 物理ゲル / 高分子フィルム / 球晶 / 応力-ひずみ曲線 / 変形 / 結晶性高分子 / ポリエチレン

Research Abstract

試料に与えたひずみ・応力を測定しながら同時に動的赤外吸収測定を行うことができるように設計・作製をした動的赤外吸収二次元スペクトロメータを用い、以下の結果を得た。
(1)結晶性高分子としてポリエチレンを用い、フィルムおよび調製方法の異なるゲルの延伸に伴う赤外吸収二色性変化を調べた。フィルムおよびフィルムを溶媒中で膨潤させて調製したゲルでは、非晶部はほとんど配向せず球晶中のラメラの剥離により結晶部のみが配向をする初期と結晶・非晶部と配向する後期の二段階で変形が生じるのに対し、ポリエチレン溶解後、急冷して得られる微結晶からなるゲルでは、結晶・非晶部が同時に配向する一段階の変形機構であることが明らかになった。
(2)上記の装置にさらに赤外顕微鏡を組み合わせ、顕微赤外吸収二色性測定を行うことができるようにした。この装置を用い50μm四方の視野で変形に伴う赤外吸収二色性測定をポリメチルメタクリレートについて行ったところ、CH_2横揺れ(750cm^2)をはじめとする比較的吸収強度の大きい吸収はすべて過去の報告と一致する結果を示し、この装置で正常に赤外吸収二色性測定が行えることが確認できた。
(3)さらに、巨大な球晶を含みポリプロピレンのフィルムの低速延伸による変形に伴う顕微赤外吸収二色性測定を、球晶部分と球晶以外の微結晶・非晶混合部分に分けて行うことにより、ポリプロピレンフィルムの変形機構の解明を目指した。本年度は、まず、微結晶・非晶混合領域についての測定を行った。この部分では、赤外吸収二色性のほとんど観察されないひずみε<0.5までの領域、急激に配向が生じるε=0.5〜0.75の領域、さらに、赤外吸収二色性が多少揺らぎを持ちながらほぼ一定値もしくは少し増大するε>0.75の領域の3段階で延伸が行われることが明らかになった。ε>0.75では急激な応力の増加が観察され、これは球晶部の変形に起因していると考えられるが、この結果を含めフィルム全体の変形機構の解明には球晶部の測定の結果が必要であり、これは次年度に引き続き行う予定である。

Research Products

• [Publications] K.S.Hossain et al.: "Dynamic and Static Light Scattering of Dilute Aqueous Solutions of Silk Fibroin Collected from Bombyx Mori Silkworms"Langmuir. 15・12. 4114-4119 (1999)
• [Publications] K.S.Hossain et al.: "Rheological Study on Aqueous Solutions of Silk Fibroin Extracted from the Middle Division of Bombyx Mori Silkworm"NIHON REOROJI GAKKAISHI. 27・2. 129-130 (1999)
• [Publications] K,Koga et al.: "Dynamic Light Scattering and Dynamic Viscelasticity of Poly(cinyl alocohol) in Aqueous Borax Solutions.5.Temperature Effects"Macromolecules. 32・26. 8872-8879 (1999)
• [Publications] Y.Oyama et al.: "Depolarized Dynamic Light Scattering Measurement of Rotational Motion of Rod-like Molecules in Solution under Sinusoidal Strain"NIHON REOROJI GAKKAISHI. 27・4. 249-250 (1999)
• [Publications] k,Shiokawa et al.: "Simulations of the shape of a rergularly branched polymer as a molde of a polymacromonomer"J.Chem,Phys.. 111・17. 8165-8173 (1999)
• [Publications] N.Nemoto: "Hydrocolloids,Part 1. Physical Chemistry and Industrial Application of Gels,Polysaccharides,and proteins"Elsevier. 9 (2000)