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2019 年度 実施状況報告書

固体基板に結晶性高分子をグラフトした単分子層でのラメラ晶と分子鎖の挙動

研究課題

研究課題/領域番号 19K03775
研究機関神奈川大学

研究代表者

池原 飛之  神奈川大学, 工学部, 教授 (90242015)

研究分担者 犬束 学  神奈川大学, 工学部, 助教 (70735852)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード固体基板 / グラフト高分子 / 融点
研究実績の概要

今年度は、シリコン基板表面にpoly(ε-caprolactone) (PCL) 鎖をグラフトし、それを等温結晶化させることで、基板表面に対して結晶ラメラが平行に配列された(flat-onの)樹状結晶を主に形成させた。また、基板にグラフトする分子鎖の数密度を変化させた試料を作製した。試料作製後、グラフト鎖の結晶の温度を徐々に高くしたときの融解過程から、グラフトされた高分子鎖の平衡融点を求めた。平衡融点は、結晶の様々な性質の解析に必要とされるため、正確に求める必要がある。平衡融点の値を求めるには、ラメラの厚さと融点の関係が必要である。バルク試料では、小角X線散乱による評価例がある。この方法はラメラが積層した繰り返し構造を前提としているため、基板表面上の単一のラメラには適用できない。そのため、ラメラ厚と融点の関係を測定するために、小角X線散乱以外のいくつかの手法を試た。ラメラ厚が厚くなるほど融点も高くなるはずだが、単に測定するだけでは、その関係が逆になったり、増減を繰り返したりして、明確な関係が得られなかった。バルク試料の場合では、昇温に伴って融解とラメラの再構成が起こり、それに伴いラメラ厚も変化するとされている。基板にグラフトされた高分子鎖の結晶でも、同様のことが起こる。この効果を考慮することにより、妥当な結果を得ることができ、平衡融点を求めることができた。また、グラフト密度に対する依存性や融解エントロピーとの関係も議論することが可能なデータが得られた。

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

ほぼ当初予定していた研究計画のとおり進捗しているため。

今後の研究の推進方策

今後は成長速度に関する実験を進め、今回得られたデータと合わせて解析することで、研究計画にのっとった解析や議論をおこなう。

次年度使用額が生じた理由

当初計画していた備品を購入せず、自ら工夫して自作したため、費用を軽減できた。その金額は、次年度の研究において研究をより進捗させるため、主に消耗品費を多く使うことを計画している。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Chiral Nucleating Agents Affecting the Handedness of Lamellar Twist in the Banded Spherulites in Poly(ε-Caprolactone)/Poly(Vinyl Butyral) Blends2019

    • 著者名/発表者名
      Ikehara Takayuki、Kataoka Toshiyuki、Inutsuka Manabu、Jin Ren-Hua
    • 雑誌名

      ACS Macro Letters

      巻: 8 ページ: 871~874

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.9b00416

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 結晶性高分子薄膜の融解挙動2019

    • 著者名/発表者名
      犬束 学, 丸山 祐亮, 池原 飛之
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Poly(ethylene oxide) 薄膜での結晶化における分子量及び膜厚の依存性2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 大輝, 犬束 学, 片岡 利介, 池原 飛之
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 固体表面にグラフトされたポリ(ε-カプロラクトン)の平衡融点と結晶化速度2019

    • 著者名/発表者名
      池原 飛之, 平本 純, 犬束 学, 片岡 利介
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 結晶性高分子薄膜の融解挙動と界面状態2019

    • 著者名/発表者名
      犬束 学, 丸山 祐亮, 池原 飛之
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 固体表面にグラフトされたpoly(butylene succinate)の結晶化挙動と融解挙動2019

    • 著者名/発表者名
      岡 里沙子, 犬束 学, 片岡 利介, 池原 飛之
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [備考] 研究紹介 | 応用化学領域 | 工学専攻 | 神奈川大学大学院 工学研究科

    • URL

      http://www.gen.kanagawa-u.ac.jp/engineer/applied/research.html#first_02

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公開日: 2021-01-27  

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