• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2023 Fiscal Year Annual Research Report

Study of Serious Problems of Conventional Methods in the Evaluation of Ultimate Mechanical Property of Polymer Crystals as a Guiding Principle for the Development of Ultra-Strong Polymers

Research Project

Project/Area Number 22H02151
Allocation TypeSingle-year Grants
Research Institution公益財団法人科学技術交流財団(あいちシンクロトロン光センター、知の拠点重点研究プロジェクト統括部)

Principal Investigator

田代 孝二  公益財団法人科学技術交流財団(あいちシンクロトロン光センター、知の拠点重点研究プロジェクト統括部), あいちシンクロトロン光センター, 上席研究員 (60171691)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山下 義裕  福井大学, 繊維・マテリアル研究センター, 教授 (00275166)
関口 博史  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 主幹研究員 (00401563)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords結晶ヤング率 / 応力緩和 / X線回折 / 高次組織 / 小角X線散乱 / ガラス転移温度 / 天然高分子
Outline of Annual Research Achievements

本課題の目的は、重要な汎用性高分子あるいは天然高分子の「真の」結晶弾性率を定量評価することである。種々の異なる熱処理条件は高分子の高次組織に影響し、それが、外部から加えた応力の不均一分布をもたらし、結果として、X線回折法で求める結晶弾性率の「見かけの」値に多大なる不確かさを与えてしまう。その高分子の取る究極のヤング率とみなし得る結晶弾性率が曖昧では、さらに優れた力学物性を有する高分子材料の開発指針が崩れてしまう。従来、この種の問題を詳細に検討した例は極めて限られている。結晶領域の力学物性を抽出するには、結晶域からの信号を反映するX線回折データを外部応力印加下で測定し、結晶の歪を求めるとともに、結晶応力=試料応力の仮定のもとに「見かけ」の結晶弾性率を求める。種々の高次組織を呈する種々の試料について求めた「見かけの」結晶弾性率から共通の物理定数として「真の」ヤング率を評価する。
本研究は、歪一定条件下でのX線回折測定における応力緩和の影響、また、荷重一定条件下でのX線回折測定におけるクリープ現象の影響なども含め、高分子の高次構造と「見かけの」結晶弾性率との関係を放射光X線システムを使って詳細に検討するものである。この二年間、測定システムの開発、そして代表的な高分子材料について測定を行ってきた。ナイロン、絹糸、麻、ポリエチレンなどについて膨大な実験データを収集し、その解析を現在行っている。今年度は、これまでの実験で出てきた種々の問題点(荷重印加時の不安定性など)を整理し、その改善を図るとともに、詳細な検討がなされてきていない種々の天然高分子の「真の結晶弾性率」の高精度評価に挑戦する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新しい測定システムの開発と実際の測定、そして得られた膨大な実験データの定量解析と、やるべき課題は多いが、一応、想定したペースで進んでいると考えている。

Strategy for Future Research Activity

上述のように、今年度は、これまでの実験で出てきた種々の問題点(荷重印加時の不安定性など)を整理し、その改善を図るとともに、詳細な検討がなされてきていない種々の天然高分子の「真の結晶弾性率」の高精度評価に挑戦する。そして、これまでの結果を総合的にまとめ、外部発表にもっていく。

  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) Book (2 results)

  • [Int'l Joint Research] 大連理工大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      大連理工大学
  • [Int'l Joint Research] 北京化工大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      北京化工大学
  • [Int'l Joint Research] チュラロンコン大学(タイ)

    • Country Name
      THAILAND
    • Counterpart Institution
      チュラロンコン大学
  • [Int'l Joint Research] チェンマイ大学(タイ)

    • Country Name
      THAILAND
    • Counterpart Institution
      チェンマイ大学
  • [Int'l Joint Research] フロリダ大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      フロリダ大学
  • [Journal Article] Structure and Formation Mechanism of Iodine Complexes of Nylon Model Compounds as Revealed by X-ray Single-Crystal Structure Analysis and Density Functional Theory2024

    • Author(s)
      Tashiro Kohji、Gakhutishvili Marina、Takahama Tomohiko
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 57 Pages: 2260~2272

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.4c00032

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] X-ray-Analyzed Structural Changes in the Crystal Phase Transitions of Hydrogenated Ring-Opened Poly(norbornene)s with Different Stereoregularities2024

    • Author(s)
      Nakama Yuki、Hayano Shigetaka、Tashiro Kohji
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 57 Pages: 1677~1687

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.3c02453

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A β<i>-</i>Form Crystal Modification of Poly(glycolic acid): Formation, Stabilization, and β?α Transition2023

    • Author(s)
      Niu Deyu、Wang Hai、Ma Ye、Xu Pengwu、Li Jiaxuan、Yang Weijun、Liu Tianxi、Tashiro Kohji、Lemstra Pieter Jan、Ma Piming
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 56 Pages: 6316~6327

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.3c01168

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Crystal Structure of Poly(glycolic acid) β Form2023

    • Author(s)
      Niu Deyu、Wang Hai、Liu Bo、Xu Pengwu、Tashiro Kohji、Yang Chunming、Ma Piming
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 56 Pages: 8767~8775

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.3c01909

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Iodine-complex formation behavior of vinyl alcohol-vinyl acetate copolymers as studied by X-ray diffraction and vibrational spectroscopic data analyses2023

    • Author(s)
      Wang Mengfan、Takahama Tomohiko、Tashiro Kohji
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 285 Pages: 126323~126323

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2023.126323

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hybridization of Wide-Angle X-ray and Neutron Diffraction Techniques in the Crystal Structure Analyses of Synthetic Polymers2023

    • Author(s)
      Tashiro Kohji、Kusaka Katsuhiro、Yamamoto Hiroko、Hosoya Takaaki、Okada Shuji、Ohhara Takashi
    • Journal Title

      Polymers

      Volume: 15 Pages: 465~465

    • DOI

      10.3390/polym15020465

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 1,2-ジフルオロエチレン系ポリマーの構造と物性2023

    • Author(s)
      矢野 遼一, 田代 孝二, 増永 啓康, 太田 大助, 佐々木 園
    • Organizer
      高分子討論会
  • [Presentation] 1,2-ジフルオロエチレン系ポリマーの構造と物性2023

    • Author(s)
      矢野 遼一, 田代 孝二, 増永 啓康, 太田 大助, 佐々木 園
    • Organizer
      高分子年次大会
  • [Book] 微生物産生ポリエステルの基礎と応用 ~ 生合成、基礎物性、高次構造、成形加工、生分解性、応用展開まで ~2023

    • Author(s)
      岩田 忠久
    • Total Pages
      412
    • Publisher
      シーエムシー・リサーチ
    • ISBN
      978-4-910581-45-3
  • [Book] Structural Science of Crystalline Polymers2023

    • Author(s)
      Kohji Tashiro
    • Total Pages
      822
    • Publisher
      Springer (Singapore)
    • ISBN
      978-981-15-9560-8

URL: 

Published: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi