2010 Fiscal Year Annual Research Report
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21740311
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小西 隆士 京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 助教 (90378878)
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| Keywords | 高分子結晶化 / 液晶 / コポリマー / X線散乱法 / ポリエステル |
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| Research Abstract |
前年度のポリブチレンテレフタレート(PBT)のガラス結晶化過程の実験より、ガラス結晶化の際に現れる直径10nm程度の粒状ノジュール構造においては、一旦中間状態を経由していることを明らかにし、その結晶化モデルを提案した。そこで、今年度は、PBTのメルト状態からの結晶化の実験を行うことで、より一般的な結晶モルフォロジーであるラメラ構造の形成過程の解明を試みた。小角X線散乱(SAXS)測定と示差走査熱量(DSC)測定の結果からラメラ厚とその融点を求め、平衡融点を見積もった。また、結晶化温度とその温度で形成されるラメラ厚の関係より平衡転移温度を見積もると、平衡融点よりも60度程度高かった。これらを定量的に説明するために前年度提案した結晶化モデルを修正することで、うまく説明することができた。主な修正点は中間状態から結晶への転移を速度論的に考えた点である。このモデルはDSC測定で観測される多重融解ピークもうまく説明できる。さらに、シンジオタクチックポリプロピレン(sPP)についても実験を行い、結晶化過程が中間状態を経由している可能性を指摘した。また、ポリブチレンビベンゾエート(BB-4)およびPBTとBB-4のコポリマー(50:50)の実験も行った。BB-4では融点付近でsmectic相が形成されることが観測された。コポリマーのWAXD測定では、昇温過程では結晶相の融解過程しか観測できなかったが、メルト状態からの降温過程では融解過程では観測できなかった回折ピークが観測された。これにより、結晶化過程のみに現れる中間相の存在を明らかにすることに成功した。
本申請の実験を通して、学術的にも工業的にも重要となる高分子の中間状態を経由する結晶化機構を明らかにし、また、この中間状態と液晶構造とが非常に関係することを指摘した。この結果より本申請の目的を達成した。
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