研究課題
基盤研究(C)
メチレンユニット数の異なる一連の直鎖状アルカンの近赤外(NIR)吸収スペクトルを評価することで、主鎖のメチレン由来のC-H伸縮振動と末端のメチル基由来のC-H伸縮振動の吸収ピークを帰属した。また、分岐状態の異なる各種ポリエチレンにおいても末端メチル基由来の振動吸収ピークを評価できることがわかった。さらに、ポリエチレンの溶融過程のNIR吸収スペクトル測定を行うことで、結晶相、非晶相それぞれの吸収ピークへの寄与を明らかにした。以上の帰属に基づき、昨年度製作した装置を用いて、一軸延伸過程中の各種ポリエチレンの分子振動状態をその場観察した。すべての試料において、降伏後のネック発現領域で、結晶相由来のNIR吸収スペクトル強度の減少と非晶相由来の吸収強度の増加が見られた。このことは、ネック発現領域で結晶の破砕を伴う大きな構造変化が起きていることを示唆する。高密度ポリエチレン(HDPE)および低密度ポリエチレン(LDPE)の破損後の分子振動状態は、溶融状態における分子振動状態と一致し、降伏点以降の分子鎖の振動状態は非晶鎖と等しいことが分かった。直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)では、破損後も分子の振動状態は非晶鎖とは一致せず、結晶中と等しい振動状態を示し、LLDPEでは球晶の破壊後も分子鎖は結晶格子中と同等の束縛状態にあることが分かった。このことから、結晶相における分子鎖の充填状態の違いによって、HDPE、LDPEでは降伏において球晶のラメラクラスターユニットへの破砕が起こるが、LLDPEではラメラクラスターユニットへの破砕に優先して結晶からの鎖の引き抜きや解きほぐれが起こっていることが分かった。
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Polymer Journal 38(2)
ページ: 122
Polymer Journal Vol.38, No.2
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