2015 Fiscal Year Research-status Report
超臨界流体下でのブロック共重合体の配向挙動とミクロ相分離構造
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15K05620
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
斎藤 拓 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90196006)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ブロック共重合体 / ポリカーボネート / 二酸化炭素 / 配向 / 力学物性 / クレイズ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高圧二酸化炭素下でブロック共重合体などを熱延伸して、二酸化炭素による界面張力の低下や選択的な含浸を利用してそのミクロ相分離構造などの高次構造を制御したり、その変形挙動の詳細を明らかにすることを目的にしている。
延性の高分子材料として知られているポリカーボネートを高圧二酸化炭素下で延伸すると、二酸化炭素圧力の増加に伴い延性から脆性へと変化して、延伸方向に対して垂直方向に細長い特異なクレイズ構造が形成されることを見出した。このような二酸化炭素圧力の増加に伴う脆性への変化や細長いクレイズ構造の形成は、含浸された二酸化炭素により分子鎖が可塑化されて、延伸中の分子鎖の配向緩和により絡まり合っている分子鎖が引き抜かれたことによると考えられる。
それに対して、高圧二酸化炭素下でブロック共重合体の延伸中の応力ーひずみ挙動を調べたところ、延伸初期においてポリカーボネートなどの単一の高分子や大気圧下でのブロック共重合体の挙動とは異なり、応力はひずみに対して線形には増加せずに、段階的に増加することが見出された。このような特異な変形挙動は、ブロック共重合体のミクロ相分離構造へ二酸化炭素が選択的に、あるいは不均一に含浸されて、ソフト相とハード相が段階的に延伸されたことによると考えられる。
以上にして見出された特異な変形挙動の詳細を明らかにするために、高圧ガス下で試料延伸中の応力測定が可能な装置に複屈折測定装着を装着して、延伸中の応力―複屈折同時測定が可能な装置の組み立ても行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高圧ガス下で延伸することでポリカーボネートにおいて細長い特異な形状をしたクレイズが形成されることや、ブロック共重合体において歪みに対して段階的に応力が増加することなど、本研究を発展させることが可能な新しい知見が得られていることから順調に進展している。しかしながら、高圧ガス下での高精度の複屈折測定が難航しており、装置の工夫が今後の課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
高圧ガス下で延伸することでポリカーボネートにおいて細長い特異な形状をしたクレイズが形成されること、ブロック共重合体において歪みに対して段階的に応力が増加すること、に対する詳細な変形メカニズムを明らかにするために、それらの延伸中の応力―複屈折の同時測定を行う。そのために、複屈折測定装置の工夫をして、高圧ガス下での高精度の複屈折測定を可能にさせる。
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| Causes of Carryover |
ほぼ計画通りに執行することができたが、わずかばかり余剰金が生じてしまった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２８年度の研究予定に沿って消耗品の購入に充てる予定である。
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