2018 Fiscal Year Annual Research Report
Nonequilibrium and equilibrium thermal properties of polymer crystallization and melting examined by ultra-fast scan calorimetry and temperature jump
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16H04206
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
戸田 昭彦 広島大学, 総合科学研究科, 教授 (70201655)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田口 健 広島大学, 総合科学研究科, 准教授 (60346046)
野崎 浩二 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (80253136)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 高分子結晶 / 融解 / 結晶化 / 超高速熱測定 / X線小角散乱 / X線広角回折 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，結晶性高分子について，結晶化と融解の非平衡物性を明らかにし，融点等の平衡物性量の決定手法の確立にアプローチした。結晶性高分子は分子鎖が折りたたまれた準安定状態として結晶化する。その融解温度領域では，融解・再結晶化・再組織化過程が競合するため，これらの過程の理解は進んでいなかった。高速温度ジャンプが必要とされる高過冷却下での結晶化過程についても同様である。そこで，超高速熱測定と温度ジャンプにより作成した試料の高次構造解析とを併用し，これらの現象についての定量的な解析を行った。
平成３０年度は前年度までと同様の研究を行いながら，最終年度であることから，成果発表にも注力した。以下では特筆する実績の概要を記す。
１．超高速チップ熱測定装置で，広い温度領域で結晶化させた高分子結晶の融解について，そのキネティクスを計測・解析し，"折り畳み鎖結晶"の平衡融点ＴＭを決定法した。
２．温度ジャンプホットステージ及び超高速チップ熱測定装置を用いた温度ジャンプにより，広い過冷却度域で結晶化させ，高分子鎖の折り畳み周期と結晶の安定性を系統的に変化させた試料を作成した。得られた試料について，Ｘ線小角散乱，広角回折，顕微鏡法により，高次構造（ラメラ結晶厚ｄｃ），結晶内の乱れ，等温結晶化時の結晶化速度の決定を行った。
３．本年度の大きな進展として，ＴＭ，ｄｃと等温結晶化温度Ｔｃとの相関を見る従来法であるGibbs-ThomsonプロットやHoffman-Weeksプロットに加えて，準安定な高分子結晶が辿る２次結晶化時のＴＭと結晶化度ΔＨＦの相関を見る新たな解析法としてThermal Gibbs-Thomsonプロットを提案し，有力な手法であることをＰＶＤＦ，ポリエチレンについて検証した結果を論文として公表した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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