2013 Fiscal Year Annual Research Report
非平衡中間体と高分子結晶化ー産業応用への基盤構築に向けて
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24245046
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
金谷 利治 京都大学, 化学研究所, 教授 (20152788)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 幸次 京都大学, 化学研究所, 准教授 (80189290)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 非平衡中間体 / シシケバブ / 流動結晶化 / メゾ相 / スピノーダル型結晶化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高分子材料は我々の身の回りにはなくてはならない材料である。結晶性高分子においてはそ のナノメートルからマイクロメートルスケールの高次元構造が物性に大きく影響を及ぼすことが知られており、その制御は該当分野の大きな課題であ る。これまでの研究で、我々は高分 子結晶化過程において、結晶化誘導期におけるスピノーダル分解構造形成に代表される「非平衡中間相」を経由する新たな結晶化機構が存在することを 見いだした。本研究では、種々の平衡中間相を経由する結晶化機構を系統的に整理し、高分子結晶高次構造制御と新規物性 開発による産業応用への基盤構築を目指している。具体的には、（１）スピノーダル型結晶化機構、（２）流動に誘起される「非平衡中間体」とシシケバブ形成、（３）アイソタクチックポリプロピレンやポリブチレンナフタレートの安定メゾ相を経由する結晶化研究を行っている。（１）については、前年度に引き続き高温でのスピノーダル型結晶化機構についての議論に決着をつけるため、アイソタクチックポリメチルメタクリレートについて、非常に広い空間スケールでのその結晶化を測定し、詳細に解析を進めた。その結果、アイソタクチックポリメチルメタクリレートにおいては、従来型の「核形成・成長型」の結晶化が支配的であることが明確になった。（２）については、放射光X線マイクロビーム測定により、高温で生成するアイソタクチックポリスチレンのメゾ相には、非常に少量ではあるが、高融点微結晶が存在することが明らかとなった。延伸に誘起される結晶化について、分子量の効果を調べたが、中性子散乱施設（J-PARC/MLF)の事故のため、実験は平成２６年度に行った。その結果、延伸過程で低分子量成分がシシに取り込まれていくことが明らかとなった。（３）については、昇温速度、高温でのアニール温度条件を詳細に調べ、高融点物の作成の指針を得た。
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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
（１）スピノーダル型結晶化は過冷却度が深いところで起こり、融点近傍では起こることがないようである。これまで高温側での結晶化にスピノーダル型の結晶化機構を主張していたグループがあったが、その議論に決着をつけることができた。（２）の流動誘起「非平衡中間体」については、放射光X線マイクロビームの測定が順調にいったことにより、その制御にかなり明確な指針を示すことができ、高融点材料作成の基礎を提供できたと思われる。また、平成２５年度にJ-PARC/MLFの停止によりできなかった中性子散乱を平成２６年度に行い、中性子散乱法による延伸結晶化における分子量の効果も明らかになってきた。（３）またこれらの研究をもとに企業研究者と実際の工業生産に近いところで実験を開始し、ポリエチレンテレフタレートやポリ－４－メチルペンテン－１などについて成果を発表することができた。これらの成果を総合し、上記評価とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も基本的には、（１）スピノーダル型結晶化機構、（２）流動に誘起される「非平衡中間体」とシシケバブ形成、（３）オレフィン系高分子のメゾ相を経由する結晶化研究を行っていく。平成２６年度においては、J-PARC/MLF の停止によりできなかった中性子散乱その場観察によ延伸結晶化における分子量の効果を行い、分子量効果についての決着をつける。同時に、流動誘起による融点以上における結晶化機構については、詳細に実験を行い、その機構を明らかにし高耐熱性、高強度材料開発の指針を示す予定である。
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[Journal Article] Small-Molecule-Induced Clustering of Heparan Sulfate Promotes Cell Adhesion2013
Author(s)
Takemoto N, Suehara T, Frisco H L., Sato S, Sezaki T, Kusamori K, Kawazoe Y, Park S M, Yamazoe S, Mizuhata Y, Inoue R, Miller G J, Hansen S U, Jayson G C, Gardiner J M, Kanaya T, Tokitoh N, Ueda K, Takakura Y, Kioka N, Nishikawa M,, Uesugi M,
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 135
Pages: 11032－11039
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Light-Harvesting Nanorods Based on Pheophorbide-Appending Cellulose,2013
Author(s)
Sakakibara K, Granstöm M, Kilpeluäinen I, Helaja J, Heinilehto S, Inoue R, Kanaya T, Hill J P, Nakatsubo F, Tsujii Y, Ariga K,
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Journal Title
Biomacromolecules
Volume: 14
Pages: 3223-3230
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Experimental station for multiscale surface structural analyses of soft-material films at SPring-8 via a GISWAX/GIXD/XR-integrated system2013
Author(s)
H. Ogawa, H. Masunaga, S. Sasaki, S. Goto, Takashi Tanaka, T. Seike, S. Takahashi, K. Takeshita, N. Nariyama, H. Ohashi, T. Ohata, Y. Furukawa, T. Matsushita, Y. Ishizawa, N. Yagi, M. Takata, H. Kitamura, A. Takahara, K. Sakurai, K.Tashiro, T.Kanaya,et al.
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Journal Title
Polym. J.
Volume: 45
Pages: 109–116
DOI
Peer Reviewed
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