| 研究課題/領域番号 |
10305070
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
高分子構造物性(含繊維)
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
根本 紀夫 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (90027053)
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| 研究分担者 |
高田 晃彦 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助手 (20254427)
塩川 浩三 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (70089928)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
39,800千円 (直接経費: 39,800千円)
2000年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
1999年度: 8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
1998年度: 26,700千円 (直接経費: 26,700千円)
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| キーワード | 顕微赤外吸収二色性 / 物理ゲル / 高分子フィルム / 球晶 / ポリプロピレン / 延伸 / 結晶性高分子 / 変形機構 / 顕微鏡赤外吸収二色性 / 応力-ひずみ曲線 / 変形 / ポリエチレン / 架橋領域 / 赤外吸収二色性 / 正弦ひずみ / ゲル用光弾性変調器 / 同時・異時相関数 / ポリエチレンゲル |
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| 研究概要 |
本研究では、外部応力に対応した局所的な分子運動を検出可能にするために、高分子ゲル及び高分子フィルムに応力を印可しながら赤外吸収二色性を顕微視野で測定できる装置の開発を行った。
微結晶部分を架橋点とするポリエチレンゲルの延伸に伴う赤外吸収二色性変化を調べたところ、フィルムを溶媒中で膨潤させて調製したゲル(膨潤ゲル)では、ラメラから成る架橋部位の回転による配向により変形が生じる初期と結晶・非晶部ともに配向する後期の二段階で変形するのに対して、膨潤ゲルを溶解後徐冷してえられるゲル(溶解ゲル)では、結晶・非晶部が同時に配向する一段階の変形機構を取ることが明らかとなった。
巨大球晶を含んだポリプロピレンフィルムフィルムを延伸しながら、巨大球晶およびそれを取り巻く微結晶部分の変形挙動について調べたところ、微結晶部では延伸に伴い高分子鎖が延伸方向に大きく配向するが、球晶部では、ほとんど配向が生じず球晶が微結晶部に比べてかなり硬いことが示された。結晶構造に対応して変形機構も異なった。微結晶部では、降伏現象の終了直前まで無配向状態を維持するが、降伏が生じた直後に急に配向が生じ、その後延伸に伴い徐々に配向することがわかった。巨大球晶部では、α晶ではラメラの延伸・分離及び、圧縮・解きほぐれが結晶束ごとに生じており、αmix晶では親ラメラの変形に対して子ラメラが抵抗することにより配向しにくくなる。さらに、β晶はもろく、捩れたラメラの絡み合いがわずかな応力で解けるのであろうということが示唆された。α晶は微結晶とは比較的孤立した状態にあるのに対して、β晶では十分に微結晶と絡んでおり、球晶の結晶形態が変形機構に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。
疎水性主鎖を持つテレケリックイオノマーをMg^<2+>およびK^+イオンにより中和し、溶液状態における会合体形成について検討を行った。いずれの系でも低濃度では分子間で会合体を形成し、濃度の上昇と智に供に会合体サイズが大きくなり、10%前後の濃度を越えると系全体に広がる粘弾性網目を形成することがわかった。1価のK^+系の粘弾性網目では網目の組替えとイオンクラスタの運動と推測される2段階の緩和が生じたが、2価のMg^<2+>系では非常に広い緩和時間分布をもつ挙動を示した。これは、無極性溶媒中においてはMg^<2+>イオンのつくるイオンペアーは電離することができず、2本一組での運動しか許されないためであると思われる。
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