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Unified View of Entanglements in Polymeric Liquids: Binary Blends

研究課題

研究課題/領域番号 19K03761
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
研究機関山形大学

研究代表者

SUKUMARAN S.K.  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (70598177)

研究分担者 瀧本 淳一  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (50261714)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019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Miscible Polymer Blends / Polymer Dynamics / Local Structure / Polymer Entanglements / Polymer Melts / Local Liquid Structure / Polymeric Liquids / Mixing Rule / Polymer Blends / Entanglements / Topological Analysis / Monomer size disparity
研究開始時の研究の概要

As a paradigmatic example of the effect of topological constraints, monomer/chain size, and local packing on molecular motion, we will investigate the interplay between disparities in monomer size and chain stiffness, and composition fluctuations in determining the properties of entangled binary blends. Polymer blends were chosen because while they resemble both melts (Gaussian statistics, melt-like local packing, small density fluctuations) and solutions (large composition fluctuations, dynamical asymmetry, dilution), there are experimental indications that they are qualitatively different.

研究成果の概要

モノマーのサイズが異なることでブレンドの管直径の異常な混合則を示すのに十分とのことをモノマーサイズが2:1と3:1比率のブレンドを用いて確認出来た。 ブレンドの局所的な液体構造は、動径分布関数(RDF)で検討し、混合がランダムでなく、小さなモノマーが大きなモノマーの隣にある可能性が高いだった。 異常混合則の起源は非ランダム混合と思われ、その影響の理解のため混合則の一般化に取り組んでいる。驚くべきことに、ブレンドでは単体より大きなモノマー鎖の緩和時間が増加し、小さなモノマー鎖の緩和時間は減少した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Traditionally, the precise local liquid-like structure (monomer packing) is ignored in understanding the properties of dense polymeric liquids. Polymer blends with monomer size disparity present a major challenge to this view and suggest that concepts from liquid state physics are also necessary.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A scattering function for correlated lamellae2021

    • 著者名/発表者名
      Camara Michael、Rishi Kabir、Beaucage Gregory、Sukumaran Sathish K.
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 237 ページ: 124281-124281

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2021.124281

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modulation of Optical Anisotropy in Chitosan Thin Films: Role of Swelling2021

    • 著者名/発表者名
      Lairenjam Pradipkanti Devi、Sukumaran Sathish K.、Satapathy Dillip K.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 54 号: 23 ページ: 10931-10942

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.1c00613

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simulations of Startup Planar Elongation of an Entangled Polymer Melt2020

    • 著者名/発表者名
      Keiko Takeda, Yuichi Masubuchi, Masataka Sugimoto, Kiyohito Koyama, Sathish K. Sukumaran*
    • 雑誌名

      Nihon Reoroji Gakkaishi (J. Soc. Rheol. Jpn.)

      巻: 48 号: 1 ページ: 43-48

    • DOI

      10.1678/rheology.48.43

    • NAID

      130007808525

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrical Conductivity and Linear Rheology of Multiwalled Carbon Nanotube/Acryloni- trile Butadiene Styrene Polymer Nanocomposites Prepared by Melt Mixing and Solution Casting2019

    • 著者名/発表者名
      Sathish K. Sukumaran*, Takafumi Kobayashi, Shunsuke Takeda, Ajit Khosla, Hidemitsu Furukawa, and Masataka Sugimoto
    • 雑誌名

      J. Electrochemical Society

      巻: 166 号: 9 ページ: B3091-B3095

    • DOI

      10.1149/2.0171909jes

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Preface -- JES Focus Issue on 4D Materials and Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Rangachary Mukundan, Hidemitsu Furukawa, Giuseppe Milano, Hiroyuki Matsui, Tsukasa Yoshida, Sathish K. Sukumaran, Jessica Koehne, Peter Hesketh, Kafil M Razeeb, Luca Magagnin, Ajit Khosla, Johan Moulin
    • 雑誌名

      J. Electrochemical Society

      巻: 166 号: 9 ページ: Y11-Y11

    • DOI

      10.1149/2.0481909jes

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Rheology in 3d Printing2021

    • 著者名/発表者名
      S. K. Sukumaran
    • 学会等名
      4DMS+SoRo International Summer School
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modulation of Optical Anisotropy in Chitosan Thin Films: Role of Swelling2021

    • 著者名/発表者名
      S. K. Sukumaran, P. D. Lairenjem, D. K. Satapathy
    • 学会等名
      69th Rheology Forum, Society of Rheology, Japan (第 69 回 レオロジー討論会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Entanglements in binary polymer blends2020

    • 著者名/発表者名
      Sathish K. Sukumaran, Junichi Takimoto
    • 学会等名
      ICR2020 - 18th International Congress on Rheology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sol-gel transition in polymer grafted rubber nanoparticles in a polymer matrix2020

    • 著者名/発表者名
      Sathish K. Sukumaran, Kengo Ishizuka, Kazuma Yamamoto, Keisuke Hatano, Yuji Aoki, Masataka Sugimoto
    • 学会等名
      Complex Fluids 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sol-gel transition in polymer grafted rubber nanoparticle/polymer melt suspensions2020

    • 著者名/発表者名
      Sathish K. Sukumaran, Kengo Ishizuka, Keisuke Hatano, Yuji Aoki, Masataka Sugimoto
    • 学会等名
      68th Rheology Forum, Society of Rheology, Japan (第 68 回 レオロジー討 論会)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Entanglements in binary blends2019

    • 著者名/発表者名
      S K. Sukumaran, Y. Suzuki, A. Higuchi, S. Imai, J. Takimoto
    • 学会等名
      67th Rheology Forum, Society of Rheology, Japan (第 67 回 レオロジー討 論会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Slip and roughness at the interface between immiscible polymeric liquids2019

    • 著者名/発表者名
      S. K. Sukumaran, T. Ito, R. Komuro, M. Sugimoto
    • 学会等名
      Polymer Engineering and Science Interna- tional (PESI) Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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