2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K05913
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
登阪 雅聡 京都大学, 化学研究所, 准教授 (10273509)
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2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 融点 / 伸長結晶化 / 表面自由エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
架橋密度の低い天然ゴムを高速で伸長すると、半結晶性の準安定状態となって形状を記憶することが見出された。この準安定状態をもたらす要因を明らかにする事が、本研究の目的である。そのために必要なのは、①準安定状態にある試料の内部で、結晶と非晶の領域がどの様な状態になっているかを明らかにすること、および、②準安定状態に至るダイナミックなプロセスを明らかにすること、の二点である。そこでこれらの項目の各々を同時並行ですすめた。
①については昨年度、表面自由エネルギーの極めて低い結晶の生成していることを明らかにした。天然ゴムを引っ張ると、形態エントロピーの作用で伸張結晶化が起こる。準安定状態においては、表面自由エネルギーが低いため結晶の融点が高く、そのために引っ張ったゴムを離しても結晶が溶けずに残るのだと、昨年度の結果から考えられた。そこで今年度の研究では、低い表面自由エネルギーがもたらす効果として、極めて融点の高い結晶が生成していることを、実験的に確認した。さらに、全体としての結晶化度は30％に満たないにも関わらず、8倍程度に伸長された状態で形状を保持していることが明確になったことから、非晶領域も準安定状態に重要な役割を持つことが示唆された。
②については、放射光施設における高速時分割Ｘ線回折測定を実施し、温度、延伸倍率、および延伸速度によって結晶化のプロセスがどの様な影響を受けるかについて解析するための、大量のデータを取得することが出来た。その結果として、通常の高分子結晶化とは異なり、準安定状態に至る伸長結晶化過程は核生成律速になっていないことが明らかとなった。
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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
準安定状態にある試料では、通常の高分子結晶では考えられない高融点の結晶が生成していることを明らかにすることが出来た。これは、準安定状態がどの様なものであるかを明らかにするうえで、極めて重要な知見である。
また、二度の高速時分割Ｘ線回折測定により、準安定状態に至るダイナミックなプロセスを解明するために必要なデータを、多量に得ることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
ここまでの研究において、準安定状態として存在するためには非晶領域も重要な役割を持つことが明らかになった。そこで、非晶領域について、分光学的手法や動的粘弾性の測定を行い、運動性がどの様な状態となっているかを明らかにする予定である。また、準安定状態の形成に影響する要因の一つとして、急速な変形に伴う発熱を考慮する必要がある。そこで、延伸に伴う試料温度の経時変化についても、放射温度計を用いた時分割測定により明らかにすることを検討している。その他、従来から行っている高速時分割Ｘ線回折測定を追加し、データの補足を行う予定である。
こうして得られた結果を総括し、準安定状態をもたらす要因を熱力学的観点から明らかにする。
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| Causes of Carryover |
（理由）年度末に予算不足とならないよう、若干の余裕を持って計画的に予算を執行した。その結果として、上記金額が年度末に残ることとなった。無駄に予算を使い切る必要は無いため、その金額を次年度使用額に回すこととした。
（使用計画）器具類や試薬の購入に用いる物品費、実験と情報収集・成果発表の旅費などについて、次年度分と合わせて使用する。
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Research Products
(6 results)
