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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Non-equilibrium intermediate states in polymer crystallization - toward industrial application

Research Project

Project/Area Number 24245046
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

金谷 利治  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (20152788)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西田 幸次  京都大学, 工学研究科, 准教授 (80189290)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2017-03-31
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
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、高分子材料物性の高度化を行う目的で、高分子の結晶化過程において非平衡中間体を経由させることによりこれまでにない構造を実現して物性向上を目指している。その方法としては、(1)スピノーダル型機構を経由する結晶化、(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過程を研究し、その実現を目指した。当該年度においては、高温で生成するアイソタクチックポリスチュレンのメゾ相(非平衡中間体)に存在する少量の融点微結晶について、放射光X線マイクロビーム測定によりそのサイズ、分布、量について定量的に明らかにし、シシケバブ生成との関わりを調べて論文とした。延伸誘起される結晶化については、前年度Spring-8にレーザー延伸装置を持ち込むことにより実験を行った。ポリエチレンテレフタレートにおいてはレーザー延伸直後のメゾ相が生成し、それを経由して繊維状になりながら結晶化が進むが、その生成過程が温度や延伸速度などの繊維化条件によりどのように影響されるかを調べ、論文とした。ポリエチレンの延伸過程におけるシシケバブ生成については、中性子散乱施設(J-PARC/MLF)の事故のため、実験が延び延びになっていたがH28年度の実験によりその分子量効果を調べ、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、さらにはその可能な機構を明らかにした。これまでの実験と合わせて論文とした。
全期間を通しての知見をまとめ、中間体を経由するけ高分子結晶化を工業的にどのように活かしていくかの指針を明らかにしていく。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (16 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] USAXS analysis of concentration-dependent self-assembling of polymer-brush- modified nanoparticles in ionic liquid: [I] concentrated-brush regime2018

    • Author(s)
      Toshiji Kanaya
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics

      Volume: 124902 Pages: 148

    • DOI

      10.1063/1.5017552

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of melt spinning condisions on the fiber structure development of polyethylene terephthalate2017

    • Author(s)
      R. Tomisawa, T. Ikada, K. H. Kim, Y. Ohkoshi, K. Okada, H. Masunaga, T. Kanaya, M. Masuda, Y. Maeda
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 116 Pages: 367-377

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2016.12.077

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of draw ratio on fiber structure development of polyethylene terephthalate2017

    • Author(s)
      R. Tomisawa, T. Ikada, K. H. Kim, Y. Ohkoshi, K. Okada, H. Masunaga, T. Kanaya, M. Masuda, Y. Maeda
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 116 Pages: 357-366

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2016.12.071

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Depth-Dependent Structureal Analyses in PS-b-P2VP Thin Films as Revealed by Grazing Incidence Small Angle Scattering in the Tender2017

    • Author(s)
      H. Ogawa, K. Tsujioka, M. Takenaka, K. Kamitani, T. Sugiyama, T. Kanaya, A. Takahara
    • Journal Title

      Kobunshi Ronbuhshu

      Volume: 74 Pages: 109-113

    • DOI

      10.1295/koron.2016-0058

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visualization of Individual Images in Patterned Organic-Inorganic Multilayers Using GISAXS-CT2017

    • Author(s)
      H. Ogawa,Y. Nishikawa,M. Takenaka,A. Fujiwara, Y. Nakanishi, Y. Tsujii, M. Takata,and T. Kanaya
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 33 Pages: 4675-4681

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.7b00691

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quasielastic Neutron Scattering Study of Microscopic Dynamics in Polybutadiene Reinforced with an Unsaturated Carboxylate2017

    • Author(s)
      R. Mashita, R. Inoue, T. Tominaga,c K. Shibata, H. Kishimotoa and T. Kanaya
    • Journal Title

      Soft Matte

      Volume: 13 Pages: 7862-7869

    • DOI

      10.1039/C7SM01262D

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Study on Polymerization-Induced Phase Separation (PIPS) of Epoxy Solution in Oligoethylene Glycol Aiming at Controlling the2016

    • Author(s)
      Toshiji Kanaya, Yoshiko Ogino, Atsuko Mizuike, Tsukasa Miyazaki, Rintaro Inoue, Koji Nishida
    • Journal Title

      Journal of Fiber Science and Technology

      Volume: 72 Pages: 131

    • DOI

      10.2115/fiberst.2016-0019

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Isothermal Crystallization Process of Poly(L‐lactic acid)/Poly(D‐lactic acid) Blends after Rapid Cooling from the Melt2016

    • Author(s)
      Kouta Henmi, Hiroaki Sato, Go Matsuba,Hideto Tsuji, Koji Nishida,Toshiji Kanaya, Kiyotsuna Toyohara, Akimichi Oda, Kou Endou
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 1 Pages: 476-482

    • DOI

      10.1021/acsomega.6b00098

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamics of polybutadiene reinforced with unsaturated carboxylate studied by muon spin relaxation (mSR)2016

    • Author(s)
      R. Mashita, H. Kishimoto, R. Inoue, A. Koda, R.Kadono, T. Kanaya
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 105 Pages: 510-515

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2016.07.050

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 核共鳴準弾性散乱によるガラス形成高分子のダイナミクス2017

    • Author(s)
      金谷利治、井上倫太郎、斎藤真器名、瀬戸誠、依田芳卓、間下亮
    • Organizer
      核共鳴準弾性散乱研究会
  • [Presentation] Current status and updates on J-PARC/MLF2016

    • Author(s)
      金谷利治
    • Organizer
      Korea-Japan Neutron Scattering Meeting
  • [Presentation] Shear- and deformation-induced polymer crystallization studied by small-angle neutron and X-ray2016

    • Author(s)
      金谷利治
    • Organizer
      12st International Symposium on Polymer Physics of Molecular Engineering of Polymers (MEP-2016)
  • [Presentation] Shear- and deformation-induced polymer crystallization studied by small-angle neutron and X-ray2016

    • Author(s)
      金谷利治
    • Organizer
      ESS-J-PARC Workshop
  • [Presentation] mSR Studies of Polymers2016

    • Author(s)
      金谷利治
    • Organizer
      The 14th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance
  • [Presentation] Heterogeneous Dynamics of Polymer Thin Films by Neutron and Muon2016

    • Author(s)
      金谷利治
    • Organizer
      1st International Conference of Molecular Engineering of Polymers (MEP-2016)
  • [Remarks] [Remarks]

    • URL

      http://mlfuser.cross-tokai.jp/st/high_polymer/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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