| 研究課題/領域番号 |
18K05231
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
斎藤 拓 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90196006)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ポリウレタン / 球晶 / 二軸延伸 / 顕微鏡観察 / フィブリル |
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| 研究実績の概要 |
球晶あるいは球晶内部のフィブリルが二軸延伸により等方的に変形されているのか異方的に変形されているのかについて明らかにするために、室温で容易に変形可能なポリウレタン球晶を二軸延伸過程の光学顕微鏡観察を試みた。
この研究を可能にするために、１）ポリ（1,6-ヘキシレンアジペート）グリコール、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,4-ブタンジオールから成るポリウレタンにおいてハードセグメント量の異なるポリウレタンを用いて溶融結晶化を行い様々な形状の球晶が形成されることを明らかにしながら、本研究に最適な球晶内部のフィブリル構造が観察できる空粗な球晶が形成されるポリウレタン試料を探索した、２）既設の二軸延伸機に長焦点デジタル顕微鏡を設置できる光学ベンチを試作して二軸延伸中の光学顕微鏡観察を可能にした。
マトリックス中で孤立した球形のポリウレタン球晶を二軸延伸すると、室温で容易に変形させることができて、延伸に伴いほぼ等方的に大きくなることが顕微鏡観察の結果から明らかになった。また、ポリエチレンなど一般的な高分子の球晶とは異なり、変形後にゆっくりとほぼ元の大きさの球晶へと変形回復することが見出された。変形後に元の大きさの球晶へと変形回復するが、変形前後の球晶内部構造は同じではなく、変形により球晶内部のフィブリル間の隙間が多くなり空粗の度合いが高くなることが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究に最適な球晶内部のフィブリル構造が観察できる空粗な球晶が形成されるポリウレタン試料を作製することができた。
既設の二軸延伸機に長焦点デジタル顕微鏡を設置できる光学ベンチを試作して、二軸延伸過程の光学顕微鏡観察を可能にした。
マトリックス中で孤立した球形のポリウレタン球晶を二軸延伸すると延伸に伴いほぼ等方的に大きくなることが明らかになり、本研究の目的の１つを達成することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
二軸延伸過程の観察に用いている長焦点デジタル顕微鏡では被写界深度が浅く、外部発表するには画像が不明瞭なため、デジタルカメラを設置した光学顕微鏡による観察を試みる。
二軸延伸前後のポリウレタン試料の小角X線散乱測定と光散乱測定を行うことで、ナノメートル次元からマイクロメートル次元に至る高次構造の変化について定量的に明らかにする。また、得られた試料の応力ーひずみ測定と動的粘弾性測定を行うことで、構造変化による力学特性の変化について明らかにする。
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