陽電子消滅によるプラスチックスの転移の解析

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02453059
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 氏平 祐輔 東京大学, 工学部, 教授 (40010805)
• 研究分担者: 小林 慶規 通商産業省, 工業技術院・化学技術研究所, 主任研究管 ; 上殿 明良 東京大学, 工学部, 助手 (20213374) ; 野村 貴美 東京大学, 工学部, 助手 (40124680)
• キーワード: 2パラメ-タ-測定装置 / 自由体積 / ポリエチレン / ポリプロピレン / 残留応力 / エポキシ樹脂 / ポリビニルアルコ-ル / ラプラス逆変換

研究概要

1.2パラメ-タ-測定装置の設計と製作
高分子の自由体積の変化を熱平衡を保ちながら自動測定するため0.6℃/分の昇温速度をもつ陽電子寿命測定装置を設計、製作し、時間分解能270ps、1チャンネル当りのカウント数4.5×10^5を得た。この装置により、a)高度ポリエチレンを測定し、寿命は4成分に分割でき、温度上昇により、τ_4とI_4は大きくなるが融点でI_4が激変することを見い出した。b)結晶化度の異なるプロピロピレンを測定し、τ_4とI_4温度の上昇に伴い2.8ns〜3.5nsに変化すること、またI_4強度は融点付近で飛躍することと考えられた。冷却サイクルでI_4の挙動に変化が現れたのは、試料調製時の残留応力(ひずみ)による。第2回目の昇温冷却サイクルでアニ-ルによりポリマ-中の残留応力が解消したと考えられる。c)自由体積の異なるサブnmの3次元網目構造のエポキシ樹脂を調製し昇温によるτ_3、I_3変化を解析した。エポキシ樹脂は1つの網目中に他の網目や分子鎖が侵入して網目を作る相互侵入網目を形成すると考えられ、硬化温度が高いと分子鎖の振動が激しいので、分子鎖が他の網目に侵入し網目を作りにくい。自由体積の平均値は小さくなる結果が得られた。
2.自由体積分布測定のためのプログラムの開発と実用化
寿命曲線をラプラス逆変換してτ_1〜τ_4を解析するプログラム(CONTIN)の実用化を計った。乱数による測定デ-タのシュミレ-ションおよびPATFITによる寿命曲線のフィッティングとCONTINによる自由体積分布のピ-ク化を完了し、寿命測定時間分解能とスペクトル分離に及ぼす総計数値の関係、τ_1〜τ_4成分以外の出現について実験的な検討をした。

研究成果

• [文献書誌] 氏平 祐輔,上殿 明良,林 和寛,飯尾 智,田中 正俊 ら: "陽電子消滅による高分子の自由体積の研究" 東京大学工学部紀要. Aー29. 52-53 (1991)
• [文献書誌] Y.Suda,A.Uedono and Y.Ujihira: "Variation of free volumes in poly vinyl alcohol studied by positron annihilation" Proceeding of 9th International Conference on Positron Annihilation,Hungaryで発表. (1991)
• [文献書誌] E.Ueda,A.Uedono,Y.Ujihira et al.: "Free volume in amineーcuced epoxy studied by positron annihilation" Proceeding of 9th International Conference on Positron Annihilrtion,Hungaryで発表. (1991)
• [文献書誌] M.Tanaka;K.Takebe;A.Uedono;Y.Ujihira;K.Horie: "Increase of I_4 at melting point found in polyethylene and serious thermal hysteresis found in polypropylene" Proceeding of 9th International Conference on Positron Annihilration,Hungaryで発表. (1991)
• [文献書誌] A.Uedono,Y.Ohko,S.Watauch,Y.Ujihira: "Free volumes in polypropylene probed by positron Annihilation" Material Chemistry '92,筑波で発表. (1992)
• [文献書誌] Yoshinori Kobayashi;K.Haraya,et al: "Correlation between the arthoーPositronium pick off Annihilation lifetime and free volume in molecular biquids and polymers" Bull,Chem,Soc.Jpn.,. 65. 160-163 (1992)