2019 年度研究成果報告書

テンダーX線極小角散乱法を利用したゴムの三次元網目不均一階層構造の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	18K14289
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分35020:高分子材料関連
研究機関	大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
研究代表者	高木秀彰大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別技術専門職 (10720261)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード	ゴム / 階層構造 / テンダーX線 / 極小角散乱法 / 不均一構造
研究成果の概要	ゴムに存在する不均一階層構造をテンダーX線を利用した極小角散乱法を用いて研究を行った。テンダーX線極小角散乱装置は高エネルギー加速器研究機構のPhoton FactoryのBL-15A2に常設されている小角散乱回折装置を改造することで作製した。改造によって、カメラ長は6.6mとなった。入射X線エネルギー2100eVで、小角分解能が0.0047 1/nmとなり、1μmを超える構造体の評価が行えるようになった。テンダーX線極小角散乱法を用いてフィラー材を含むSBRと含まないSBRを調査したところ、q = 0.016 1/nmに不均一構造に由来するピークの観察に成功した。
自由記述の分野	高分子構造・物性
研究成果の学術的意義や社会的意義	テンダーX線専用の極小角散乱装置の開発に成功し、入射X線エネルギー2100eVで、小角分解能が0.0047 1/nmとなり、1μmを超える構造体の評価が行えるようになった。フィラー材を含むSBRと含まないSBRが持つ不均一階層構造の調査をしたところ、極小角散乱領域にSBRの不均一構造に由来するピークの観察に成功した。広い階層構造を形成する材料はゴム以外のも多くのポリマー材料で観察されるために、今後はゴム以外の材料にもテンダーX線極小角散乱法を実施できる。テンダーX線小角散乱は世界的にも注目され始めている手法なので、現時点で極小角散乱法まで開発できたのは学術的・工業的にも意義がある。