熱走査型顕微鏡法の基礎と高分子の構造形成への応用

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14654074
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 宮本 嘉久 京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 教授 (00174219)
• 研究分担者: 田口 健 京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 助手 (60346046)
• キーワード: 走査熱顕微鏡 / ガラス転移 / 高分子 / 結晶化 / クレイズ / 変形

研究概要

原子間力顕微鏡(AFM)、白金抵抗型走査熱顕微鏡(SThM)を用いて、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびアタクチックポリスチレン(aPS)の冷延伸過程におけるクレイズの生成とネック変形という2つの塑性変形による変形領域およびその近傍での熱的・粘弾性的性質を調べた。クレイズ生成条件の違いによってもたらされる局所的な構造変化と熱特性との関係を調べ、クレイズにおけるガラス転移点の低下はクレイズ密度が小さいほど大きくなること、またクレイズからの距離とガラス転移点の変化の関係から、クレイズ近傍(〜10μm)では、クレイズに近づくにつれてガラス転移点が徐々に低下していく傾向を確認した。クレイズ生成を伴って塑性変形したaPSの場合、動的粘弾性測定により通常のガラス転移点よりも低温の領域に新たな緩和モードが現れること見出し、AFM、SThMによる観測により、クレイズにおけるガラス転移点が局所的に低温側へ移動することを確認した。X線小角散乱によりクレイズを含むaPSの散乱強度の温度変化を測定し、新たに見出した緩和温度域で散乱強度の減少を確認した。これは分子鎖の易動度の緩和域における増加のためクレイズ部のヒーリングが生じ、ボイドによる散乱が減少したものと考えられ、熱的・粘弾性的測定の結果と一致している。詳細の検討は次年度の課題である。

研究成果

• [文献書誌] S.Minami: "SAXS study on the structure formation from the uniaxially oriented glass in isotactic polypropylene"Polymer. 45巻・5号. 1413-1416 (2004)
• [文献書誌] Y.Miyamoto: "Crystallization and melting of isoprene rubber under uniaxial deformation"Macromolecules. 36巻・17号. 6462-6471 (2003)
• [文献書誌] K.Fukao: "Structure formation from the Oriented Glassy states of Poly (Ethylene Terephthalate)"J.Macromol.Sci.. B42巻・3-4号. 717-732 (2003)
• [文献書誌] A.Koyama: "Molecular Dynamics Studies on Polymer Crystallization from a Stretched Amorphous State"J.Macromol.Sci.. B42巻・3-4号. 821-832 (2003)
• [文献書誌] H.Miyaji: "Morphology, Growth Rate, and Lamellar Thickness of Polymer Crystals"J.Macromol.Sci.. B42巻・3-4号. 867-874 (2003)
• [文献書誌] K.Taguchi: "Undulation of Lamellar Crystals of Polymers by Surface Stresses"Macromolecules. 36巻・14号. 1033-1042 (2003)