| 研究課題/領域番号 |
19K15634
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
引間 悠太 京都大学, 工学研究科, 助教 (50721362)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | POSS / 結晶化 / 超高速DSC / ナノフィラー |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では，高過冷却度条件下での高分子の結晶化におけるナノフィラー添加の影響を調べている．ナノフィラーとしてかご型シルセスキオキサン(POSS)を用い，結晶性高分子に添加した際に，高分子の結晶化を促進するのか，遅延するのかを，超高速示差走査熱量測定(DSC)法を用いた結晶化速度論解析により明らかにし，その要因となる因子について検討を行っている．
令和元年度は，ポリプロピレン(PP)に対して，4種類の異なる官能基を有するPOSSを添加することで，その影響について調べた．超高速DSCを用いることで，PPが結晶化しないような冷却速度にて，高過冷却度条件まで試料を急冷し，等温結晶化解析を実施することが可能になる．メチル基を有するメチルPOSSを添加した結果，メチルPOSSの添加量が少ない場合には，PPの結晶化を遅延し，メチルPOSSの添加量が増加すると，結晶化促進効果を示すという，特異な性質を見出した．また同添加量であってもPOSSの修飾官能基の違いによって，結晶化遅延効果と促進効果を示すものがあることが明らかになった．
この特異な現象について原因を考察するため，モルフォロジー観察とPPのガラス転移温度(Tg)，平衡融点(Tm0)について検討を実施した，モルフォロジー観察の結果，他の結晶化促進効果を示すフィラーと比較して，メチルPOSSの分散性は良好であることがわかった．またメチルPOSSの添加により，Tgの変化は殆ど見られないが，Tm0が大きく低下する傾向が見られることがわかった．
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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
年次計画の通り，PPの結晶化におけるPOSSの影響について検討を実施し，予想通り，遅延効果を示す場合と促進効果を示す場合があることを見出すことができた．
またその要因について，形態学的・熱力学的な観点から検討を行い，影響を与えている因子を見出した．
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| 今後の研究の推進方策 |
1年目に検討を実施したポリプロピレン(PP)に対する検討について，混練状態についての検討が不十分であるため，引き続き検討を実施する．
2年目には別種の高分子について研究を進める予定であり，当初はポリブチレンテレフタレート(PBT)を用いる予定であったが，1年目で実施した学会発表時に，透明な結晶性高分子であるポリメチルペンテン(PMP)に関する提案を受けた．PMPは結晶化速度が速く，その結晶化速度の制御指針は，工業的に重要である．また，透明高分子であるため，ナノフィラーであるPOSS添加による意義も大きいと考えた．
現在，PMP入手を試みており，PMPについてまずは検討を実施する．PMPの入手がうまく行かなかった場合などは当初の予定通り，PBTについて検討を実施する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定していた高せん断用混練ミキサー用の窓板について，装置の故障のためにR2年度に延期した．
装置が使用できるようになった場合，R2年度に購入予定である．
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