ポリエチレン伸びきり鎖結晶の生成機構

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550027
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: 安庭 宗久 福岡大学, 理学部, 助教授 (90044289)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 椿原 晋介 福岡大学, 理学部, 助手 (70188613)
• Keywords: ポリエチレン / 高圧 / 熱分析 / 小角X線 / 融解 / 結晶化 / ラメラ / 単結晶

Research Abstract

ポリエチレンの伸びきり鎖結晶の生成機構に関する、本年度の研究成果は以下の通りである。
1.超高分子量ポリエチレン希薄溶液から結晶化して作製した溶液結晶化試料の、高圧下での融解過程を高圧DTA法によって調べ、相図を作製した。その結果以下のことが明かとなった。
超高分子量試料の溶液結晶化試料の方が、通常用いられる融液より結晶化した、バルク試料に比べて、分子鎖間のからみあいが少ないために分子鎖が移動しやすく、高圧下の昇温過程において、伸びきり鎖結晶への成長が容易になる。
2.希薄溶液から結晶化した単結晶を積層して単結晶マットを作製し、それを高圧下で熱処理した。この熱処理試料のラメラの厚み、分子鎖の配向方向を小角および広角X線によって測定し、さらに高圧下の融解過程における高次構造の変化を追跡した。その結果以下のことが明かとなった。
(1)300MPa以下の低圧域では、融解のピ-ク温度まで分子鎖の方向は維持されたままラメラは順次厚化するが、ピ-ク温度を過ぎると結晶の融解が始まり、伸びきり鎖結晶の大きさまで厚化することができない。
(2)高圧相の存在する300MPa以上の高圧域では、高圧相への転移後も分子鎖の配向は維持され、融解温度までラメラの厚化が起こり、伸びきり鎖結晶へと成長する。
3.本年度研究計画から発展し、拘束下にある超延伸ポリエチレン繊維の融解過程、相図、特に常圧下でもみられる六方晶相と高圧相の関係をDSC,高圧DTA,X線測定により詳細に調べている。

Research Products

• [Publications] Munehisa Yasuniwa: "Melting and Crystallization of Solution Crystallized UltraーHigh Molecular Weight Polyethylene under High Pressure" Polymer Journal. 22. (1990)
• [Publications] Munehisa Yasuniwa: "Lamellar Thickening of Polyethylene under High Pressure" Polymer Journal.
• [Publications] Chitoshi Nakafuku: "Effects of Mixing Tetracontane on the Melting and Chystallization of Polyethylene under High Pressure" Polymer Journal. 22. 110-117 (1990)
• [Publications] Chitoshi Nakafuku: "Melting and crystallization of ultraーhigh molecular weight polyethylene in the mixture with tetracontane under high pressure" Polymer. (1990)
• [Publications] Shinsuke Tsubakihara: "High Pressure Phase of UltraーDrawing Polyethylene" Reports on progress in Polymer Physics in Japan. 33. (1990)