2021 Fiscal Year Research-status Report
Structure-property relationships of miscible semi-interpenetrating network with high-strength and high-toughness composed of rubber and plastics
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21K05204
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
大坂 昇 岡山理科大学, 理学部, 准教授 (80550334)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ポリマーブレンド / 相互侵入高分子網目 / ゴム / 結晶性樹脂 / 高強度化 / 強靭化 / 高弾性化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
架橋アクリルゴム（ACM）/ポリフッ化ビニリデン（PVDF）ブレンドが相溶した相互侵入高分子網目（IPN）であることを実証するために動的粘弾性試験を行なった。ブレンドゴムの温度に依存した損失正接は単一のピークのみを示したことからACMとPVDFが結晶化後も少なくともある程度は相溶していることを示した。また、損失正接のピーク位置の温度をガラス転移温度と決定し、その組成依存性を評価するとkweiの式で再現することができた。また、架橋によりガラス転移温度が上昇することが確認できた。さらに、DSC測定を行いHoffman-Weeksプロットから平衡融点を評価するとPVDFの割合の減少に伴いPVDFの融点が低下した。Nishi-Wang式を用いて解析すると、χパラメータが負になることを確認した。また、架橋により融点が低下することが明らかにされた。これはACMの弾性エネルギーが自由エネルギーに寄与することで結晶が不安定化したためだと考えられる。
また、相転移挙動を評価し、相溶性の評価と架橋がIPNへ与える影響を理解することを試みた。ブレンドゴムは昇温により相分離を示すが、架橋により相分離時の透過率の変化が連続的になることが明らかにされた。また、結晶化速度は架橋により低下することが明らかにされた。さらに、形成された球晶の大きさは架橋により大きくなることが明らかにされた。これらの挙動はブレンドゴムが少なくともある程度は相溶していることに由来すると考えられる。
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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
初年度に予定していた動的粘弾性やDSCによる相溶性の評価を終了することができ、これらの巨視的な物性測定の結果から架橋ACMとPVDFによるブレンドゴムが結晶化後も少なくともある程度は相溶していることを実証することができた。また、相分離挙動や結晶化挙動についても系統的な成果が得られてきたため、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の当初の予定である相転移挙動の評価を進め、相溶した理想的なIPNの基礎的な理解を深める。また、光散乱、広角・小角エックス線散乱測定、AFM観察などを行い、特異な階層構造を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
研究が想定よりすすまなかったため。
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