| 研究課題/領域番号 |
13650946
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
山延 健 群馬大学, 工学部, 助教授 (40183983)
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| 研究分担者 |
上原 宏樹 群馬大学, 工学部, 助手 (70292620)
甲本 忠史 群馬大学, 工学部, 教授 (00016643)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | 高分子材料 / 結晶化 / パルスNMR / モルフォロジー |
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| 研究概要 |
高分子材料の結晶化は学問的観点からのみならず、材料の成形加工、製品化において材料の構造、物性を決定する重要な因子である。これまでは結晶化の挙動は各結晶化時間、温度における状態を低温に急冷することによりその結晶化挙動を検討されてきた。本研究ではパルスNMRを用いることにより結晶化挙動をリアルタイムに観測、測定し実際に生じている結晶化挙動を解析する手法を開発することが目的である。
まず、材料の基となる重合直後の重合パウダーについてその構造と熱処理による結晶化について解析を行った。アソタクチックポリプレン(i-PP)重合パウダーは著しく結晶化度が低いことが明らかになった。パルスNMRにより温度可変リアルタイム測定を行った結果、重合パウダーの結晶部の運動性が温度上昇に伴って急激に上昇することが明らかになった。TEM観察の結果、等温結晶化試料、急冷試料などには通常観察される球晶またはラメラが観察されたが重合パウダーではラメラに相当するような結晶部は観察されず、重合パウダーでは結晶部は非常に小さく房状ミセルに近い状態にある結論した。
ポリブチレンナフタレート(PBN)は非等温晶結晶化において温度降下速度に依存して生じる結晶の結晶形が変化することが知られている。この結晶機構を解明するためにパルスNMRによるリアルタイム測定を行った。その結果、PBNの非等温結晶化においてはナフタレン同志の相互作用が非常に強いため、280℃位の高温を長時間維持することによってはじめて熱履歴を消去することが出きることが明らかになった。そして、融液状態の運動性の高い成分がβ型結晶を成長させるのに重要な成分であることも明らかにした。
ポリエチレンの応力下の斜方晶から単斜晶への結晶相転移について転移機構の解析を行った。単斜晶の生成は延伸試料に応力を延伸方向に垂直にかけることにより、すなわち分子鎖に垂直に応力をかけることにより効率的に生成することが明らかになった。また、温度上昇に伴い主鎖のα緩和の開始と共に単斜晶から斜方晶への転移が活発に生じることが確認された。
これらの結果より本解析手法の意義と重要性が十分立証された。
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