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直鎖状高分子だけでは実現できない絡み合いトポロジーを利用した高分子結晶化制御

研究課題

研究課題/領域番号 17K05998
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関岡山大学

研究代表者

山崎 慎一  岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (40397873)

研究分担者 木村 邦生  岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (40274013)
新 史紀  岡山大学, 環境生命科学研究科, 助教 (40723268)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード高分子構造・物性
研究成果の概要

本研究において、直鎖状高分子だけでは実現できない絡み合いトポロジーを持った高分子の結晶化メカニズムを解明した。直鎖状高分子だけでは実現できない絡み合いトポロジー群は、結び目絡み合いを持たない環状高分子と、結び目を形成し複雑に絡み合うことができる直鎖状または星形高分子を混合し、両者が絡み合うことによって形成できる。
全研究期間を通じて、分子量が異なる環状と直鎖状または星形ポリエチレンのブレンド系についての研究を実施した。
試料の静置下および流動場における結晶化挙動のその場観察を偏光顕微鏡下で行った。星形高分子の分岐点や環状と直鎖が形成する絡み合いがブレンド系の結晶化に及ぼす影響を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、直鎖状高分子だけでは実現できない絡み合いトポロジーが結晶化に及ぼす影響を解明し、その成果を新規結晶性高分子材料の開発に展開していく点に高い学術的意義がある。本研究の成果は、従来ブロック化や共重合体化によって高性能化を指向してきたポリオレフィン類に対して発想の転換を迫るものであり、耐熱性や力学的強度、成形加工性などの諸物性がチューニング可能な高性能結晶性高分子材料を創製可能にするものである。用途展開としては、超高強度・高耐熱性繊維やナノコンポジット、配向制御高分子フィルム・膜への応用が考えられ、その波及効果は極めて大きい。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Molecular weight dependence of the growth rate of spherulite of cyclic poly(ε-caprolactone) polymerized by ring expansion reaction2020

    • 著者名/発表者名
      Ono Ryogo、Atarashi Hironori、Yamazaki Shinichi、Kimura Kunio
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 194 ページ: 122403-122403

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2020.122403

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphology and growth rate of spherulite of cyclic poly(ε-caprolactone) having a triazole group at the closing point2020

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shinya、Ono Ryogo、Atarashi Hironori、Yamazaki Shinichi、Kimura Kunio
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: - ページ: 122660-122660

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2020.122660

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 閉環部にトリアゾール環を有する環状ポリ(ε-カプロラクトン)のモルフォロジーと球晶成長速度2019

    • 著者名/発表者名
      新家 敦史、新 史紀、山崎 慎一、木村 邦生
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 環拡大反応を用いて合成した環状ポリ(ε-カプロラクトン)の 球晶成長速度の分子量依存性2019

    • 著者名/発表者名
      大野 良悟、新 史紀、山崎 慎一、木村 邦生
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 環状と直鎖状ポリエチレンブレンドの延伸結晶化過程から探る絡み合い状態の変化2019

    • 著者名/発表者名
      松川 大悟、新 史紀、山崎 慎一、木村 邦生
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Molecular weight dependence of growth rate of spherulite of cyclic poly(ε-caprolactone) polymerized by ring expansion reaction2019

    • 著者名/発表者名
      Ryogo Ono, Hironori Atarashi, Shinichi Yamazaki, Kunio Kimura
    • 学会等名
      International discussion meeting on polymer crystallization 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphology and growth rate of spherulite of cyclic poly(ε-caprolactone) having a triazole group at closing point2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shinya, Hironori Atarashi, Shinichi Yamazaki, Kunio Kimura
    • 学会等名
      International discussion meeting on polymer crystallization 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 環状高分子と直鎖状高分子のブレンド系における大変形を伴う流動場での結晶化挙動2018

    • 著者名/発表者名
      松川 大悟・山崎 慎一・木村 邦生・新 史紀
    • 学会等名
      第33回中国四国地区高分子若手研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 環状ポリエチレンと星型ポリエチレンのブレンド系における結晶化挙動2018

    • 著者名/発表者名
      江田 千紘・新 史紀・山崎 慎一・木村 邦生
    • 学会等名
      平成30年度繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 直鎖状ポリエチレンに環状ポリエチレンを添加した系の流動場結晶化に両成分分子量が及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤 純希・山崎 慎一・新 史紀・木村 邦生
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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