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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Direct observation of Intermolecular Interaction of polymers by low-frequency Raman spectroscopy

Research Project

Project/Area Number 20H02798
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

佐藤 春実  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (10288558)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords低波数ラマン分光法 / 分子間相互作用 / イメージング測定 / ポリマーブレンド
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、赤外分光法および低波数ラマン分光法を用いて、結晶性ポリマーブレンドの相分離と結晶化過程における、モルフォロジーと分子間相互作用の可視化を行うことを目的としている。特に、ラマンスペクトルを低波数領域から高波数領域まで測定することで、ラメラ構造中の分子間相互作用と結晶化度などの情報を同時に得ることができる。ポリマーブレンドの相分離と結晶化が同時に起こるような系では、分子間相互作用の可視化はポリマーブレンドの新たな分析手法として期待できる。
本研究ではポリヒドロキシブタン酸(PHB)とポリ乳酸(PLLA)のポリマーブレンドで、PHBの分子量を低分子量化することで相溶性ポリマーブレンドを作成し、温度ジャンプにより相分離と結晶化を誘起させ、その様子をラマンマッピング測定により観察した。その結果、相分離の進行過程で分子間相互作用の変化が観測され、引き続いて結晶化の進行が確認できた。低波数領域のラマンスペクトルは高分子の分子間相互作用の変化に非常に敏感であるため、一般的な高波数領域のスペクトル変化から得られる官能基の振動モードの変化からは見えないような、相分離に伴うポリマー間の相互作用の変化を捉えることに成功した。ラマンマッピング測定により、このようなポリマーブレンドの相分離と結晶化挙動を捉えた例はこれまでになく、本研究によって高分子化合物の低波数領域のラマンマッピングの有用性を示すことができた。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (18 results)

  • [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Imperial College London
  • [Journal Article] Temperature‐dependent structural variations of water and supercooled water and spectral analysis of Raman spectra of water in the OH‐stretching band region and low‐frequency region studied by two‐dimensional correlation Raman spectroscopy2022

    • Author(s)
      Asano Hiroto、Ueno Nami、Ozaki Yukihiro、Sato Harumi
    • Journal Title

      Journal of Raman Spectroscopy

      Volume: 53 Pages: 1669~1678

    • DOI

      10.1002/jrs.6444

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Tm of blend components on the isothermal melt-crystallization process of PHB/PLLA blends investigated using spectroscopic imaging and DSC2022

    • Author(s)
      Lu Huiqiang、Sato Harumi、Kazarian Sergei G.
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 248 Pages: 124820~124820

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2022.124820

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The hydrogen bond interaction dynamics in polyvinylphenol: Studied by Born-Oppenheimer molecular dynamics2022

    • Author(s)
      Brela Mateusz Z.、Didovets Yuliia、Boczar Marek、Sato Harumi、Nakajima Takahito、Wojcik Marek J.
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 805 Pages: 139976~139976

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2022.139976

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Intermolecular Interaction of Tetrabutylammonium and Tetrabutylphosphonium Salt Hydrates by Low-Frequency Raman Observation2022

    • Author(s)
      Miwa Yasuhiro、Nagahama Tomoki、Sato Harumi、Tani Atsushi、Takeya Kei
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 27 Pages: 4743~4743

    • DOI

      10.3390/molecules27154743

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ラマン分光法を用いた共重合体ポリマーの分子間相互作用に関する研究2022

    • Author(s)
      山本大将, 佐藤春実
    • Organizer
      若手フロンティア研究会2022
  • [Presentation] ラマン分光法を用いたPCLの海洋分解過程の観察2022

    • Author(s)
      瀬川智明, 伊藤光平, 高嘉誠, 丸山陽大, 佐藤春実
    • Organizer
      若手フロンティア研究会2022
  • [Presentation] ポリトリメチレンテレフタレートの低波数領域の振動分光法を用いた高次構造解析2022

    • Author(s)
      丸山陽大, 佐藤春実
    • Organizer
      若手フロンティア研究会2022
  • [Presentation] 低波数領域の振動分光法を用いたポリブチレンサクシネートの分子間水素結合に関する研究2022

    • Author(s)
      伊藤光平, 佐藤春実
    • Organizer
      若手フロンティア研究会2022
  • [Presentation] 振動分光法を用いた高分子共重合体の高次構造の研究2022

    • Author(s)
      畑山昌寛, 佐藤春実
    • Organizer
      若手フロンティア研究会2022
  • [Presentation] ガラス状態におけるポリスチレン超薄膜の体積緩和の分子量・膜厚依存性2022

    • Author(s)
      安野ひより, Tulika Sharma, 佐藤春実, 高橋功
    • Organizer
      日本結晶学会年会
  • [Presentation] 3D プリンターを用いたテラヘルツ帯ロッドアンテナの作製と 評価2022

    • Author(s)
      重山紗葉, 滝川稜人, 佐藤春実, 大道英二, 太田仁
    • Organizer
      第31 回日本赤外線学会研究発表会
  • [Presentation] 低波数領域の振動分光法及び量子化学計算によるポリブチレンサクシネートに関する研究2022

    • Author(s)
      伊藤光平, 諸岡昌彦, 佐藤春実
    • Organizer
      第71回高分子討論会
  • [Presentation] ポリトリメチレンテレフタレートの低波数領域における振動分光法による高次構造解析2022

    • Author(s)
      丸山陽大, 佐藤春実
    • Organizer
      高分子研究発表会(神戸)
  • [Presentation] テラヘルツ及び低波数ラマン分光法によるポリブチレンサクシネートの高次構造に関する研究2022

    • Author(s)
      伊藤光平・諸岡昌彦・佐藤春実
    • Organizer
      高分子研究発表会(神戸)
  • [Presentation] 低波数領域を含む振動分光法を用いたPCLの海洋分解過程の観察2022

    • Author(s)
      瀬川智明, 伊藤光平, 高嘉誠, 丸山陽大, 佐藤春実
    • Organizer
      高分子研究発表会(神戸)
  • [Presentation] Study of PA6 performance under temperature variance, UV irradiation and seawater immersion using low-frequency Raman spectroscopy2022

    • Author(s)
      高嘉誠・佐藤春実
    • Organizer
      高分子研究発表会(神戸)
  • [Presentation] 低波数ラマン分光法を用いたスチレンアクリロニトリル共重合体中の水素結合に関する研究2022

    • Author(s)
      山本大将, 佐藤春実
    • Organizer
      高分子研究発表会(神戸)
  • [Presentation] 低波数ラマン及びテラヘルツ分光法によるポリブチレンサクシネートの熱挙動2022

    • Author(s)
      伊藤光平・佐藤春実
    • Organizer
      第71回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 低波数領域の振動分光法によるポリトリメチレンテレフタレートの高次構造解析2022

    • Author(s)
      丸山陽大・佐藤春実
    • Organizer
      第71回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 低波数ラマン分光法を用いたスチレンアクリロニトリル共重合体中の分子間相互作用に関する研究2022

    • Author(s)
      山本大将・佐藤春実
    • Organizer
      第71回高分子学会年次大会
  • [Presentation] ラマン分光法を用いたカラギーナンの分子間相互作用に関する研究2022

    • Author(s)
      瀬川智明, 佐藤春実
    • Organizer
      第71回高分子学会年次大会
  • [Presentation] Study of PA6 thermal properties and natural degradation using low-frequency spectroscopy method2022

    • Author(s)
      高嘉誠・佐藤春実
    • Organizer
      第71回高分子学会年次大会

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Published: 2023-12-25  

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