2019 Fiscal Year Research-status Report
Biaxial stretching behavior of polyurethane spherulites
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18K05231
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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) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ポリウレタン / 球晶 / 二軸延伸 / 顕微鏡観察 / 光散乱 / 小角X線散乱 / 高次構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリ（1,6-ヘキシレンアジペート）グリコール、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,4-ブタンジオールから成るポリウレタンにおいてハードセグメント量の異なるポリウレタンを用いて溶融結晶化を行ったところ、適当な組成でマルテーゼクロスの明瞭な球晶を形成させることができた。得られた孤立した球晶の二軸延伸過程およびその回復過程を偏光顕微鏡により観察したところ、延伸により同じ形状を保持したまま大きくなるが、マルテーゼクロスが消失したことから二軸延伸に伴い放射状に形成されているハードセグメントの配列の秩序性が低下することがわかった。このような構造変化が生じたにも関わらず、二軸延伸後に変形回復させることでマルテーゼクロスが再び現れた。二軸延伸前後のHv光散乱測定を行ったところ、延伸前に現れていた四つ葉のクローバー状の散乱像が延伸・回復後に円形の散乱像へと変化したことから、二軸延伸により球晶内部のマイクロメートル次元のフィブリル構造の秩序性が低下することが示唆された。それに対して、二軸延伸前に円形であった小角X線散乱像が円環状へと変化したことから、二軸延伸によりナノメートル次元のハードセグメントの配列の秩序性は向上することが明らかになった。
高ひずみまで二軸延伸を行うと、球晶同士が衝突して、球晶間に存在していたマトリックスが消失した。また、二軸延伸後に延伸前には存在しなかったマイクロメートル次元のフィブリル構造がマトリックス中に新たに形成されることが見出された。このような現象は一軸延伸では現れず、二軸延伸に特異なものと考えられる。
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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
偏光顕微鏡観察、光散乱測定、小角X線散乱測定により、ポリウレタン球晶のマイクルメートル次元からナノメートル次元に至る二軸延伸による構造変化を明らかにすることができて、順調に研究計画通りに進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ポリウレタン球晶の二軸延伸によりマイクルメートル次元でのフィブリル構造の秩序性は低くなるがナノメートル次元でのハードセグメントの秩序性は高くなることが見出された。このような構造変化による力学物性への影響を動的粘弾性測定、引張試験測定、衝撃試験測定により明らかにする。また、一軸延伸による構造や力学物性の変化を調べて、二軸延伸との違いを明らかにする。
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