非平衡中間体と高分子結晶化ー産業応用への基盤構築に向けて

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24245046
• 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: 金谷 利治 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, 教授 (20152788)
• 研究分担者: 西田 幸次 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80189290)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 非平衡中間体 / シシケバブ / 流動結晶化 / メゾ相 / スピノーダル型結晶化

研究実績の概要

本研究では、高分子材料物性の高度化を行う目的で、高分子の結晶化過程において非平衡中間体を経由させることによりこれまでにない構造を実現して物性向上を目指している。その方法としては、（１）スピノーダル型機構を経由する結晶化、（２）流動に誘起される「非平衡中間体」とシシケバブ形成、（３）アイソタクチックポリプロピレンやポリブチレンナフタレートの安定メゾ相を経由する結晶化過程を研究し、その実現を目指した。当該年度においては、高温で生成するアイソタクチックポリスチュレンのメゾ相（非平衡中間体）に存在する少量の融点微結晶について、放射光X線マイクロビーム測定によりそのサイズ、分布、量について定量的に明らかにし、シシケバブ生成との関わりを調べて論文とした。延伸誘起される結晶化については、前年度Spring-8にレーザー延伸装置を持ち込むことにより実験を行った。ポリエチレンテレフタレートにおいてはレーザー延伸直後のメゾ相が生成し、それを経由して繊維状になりながら結晶化が進むが、その生成過程が温度や延伸速度などの繊維化条件によりどのように影響されるかを調べ、論文とした。ポリエチレンの延伸過程におけるシシケバブ生成については、中性子散乱施設（J-PARC/MLF）の事故のため、実験が延び延びになっていたがH２８年度の実験によりその分子量効果を調べ、延伸過程で低分子量成分がシシに取り込まれていくこと、さらにはその可能な機構を明らかにした。これまでの実験と合わせて論文とした。
全期間を通しての知見をまとめ、中間体を経由するけ高分子結晶化を工業的にどのように活かしていくかの指針を明らかにしていく。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] USAXS analysis of concentration-dependent self-assembling of polymer-brush- modified nanoparticles in ionic liquid: [I] concentrated-brush regime (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshiji Kanaya
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics 巻: 124902 ページ: 148
  • DOI: 10.1063/1.5017552
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of melt spinning condisions on the fiber structure development of polyethylene terephthalate (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Tomisawa, T. Ikada, K. H. Kim, Y. Ohkoshi, K. Okada, H. Masunaga, T. Kanaya, M. Masuda, Y. Maeda
  • 雑誌名: Polymer 巻: 116 ページ: 367-377
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2016.12.077
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of draw ratio on fiber structure development of polyethylene terephthalate (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Tomisawa, T. Ikada, K. H. Kim, Y. Ohkoshi, K. Okada, H. Masunaga, T. Kanaya, M. Masuda, Y. Maeda
  • 雑誌名: Polymer 巻: 116 ページ: 357-366
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2016.12.071
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depth-Dependent Structureal Analyses in PS-b-P2VP Thin Films as Revealed by Grazing Incidence Small Angle Scattering in the Tender (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Ogawa, K. Tsujioka, M. Takenaka, K. Kamitani, T. Sugiyama, T. Kanaya, A. Takahara
  • 雑誌名: Kobunshi Ronbuhshu 巻: 74 ページ: 109-113
  • DOI: 10.1295/koron.2016-0058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of Individual Images in Patterned Organic－Inorganic Multilayers Using GISAXS-CT (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Ogawa,Y. Nishikawa,M. Takenaka,A. Fujiwara, Y. Nakanishi, Y. Tsujii, M. Takata,and T. Kanaya
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 33 ページ: 4675-4681
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.7b00691
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasielastic Neutron Scattering Study of Microscopic Dynamics in Polybutadiene Reinforced with an Unsaturated Carboxylate (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Mashita, R. Inoue, T. Tominaga,c K. Shibata, H. Kishimotoa and T. Kanaya
  • 雑誌名: Soft Matte 巻: 13 ページ: 7862-7869
  • DOI: 10.1039/C7SM01262D
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study on Polymerization-Induced Phase Separation (PIPS) of Epoxy Solution in Oligoethylene Glycol Aiming at Controlling the (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshiji Kanaya, Yoshiko Ogino, Atsuko Mizuike, Tsukasa Miyazaki, Rintaro Inoue, Koji Nishida
  • 雑誌名: Journal of Fiber Science and Technology 巻: 72 ページ: 131
  • DOI: 10.2115/fiberst.2016-0019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isothermal Crystallization Process of Poly(L‐lactic acid)/Poly(D‐lactic acid) Blends after Rapid Cooling from the Melt (2016)
  • 著者名/発表者名: Kouta Henmi, Hiroaki Sato, Go Matsuba,Hideto Tsuji, Koji Nishida,Toshiji Kanaya, Kiyotsuna Toyohara, Akimichi Oda, Kou Endou
  • 雑誌名: ACS Omega 巻: 1 ページ: 476-482
  • DOI: 10.1021/acsomega.6b00098
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of polybutadiene reinforced with unsaturated carboxylate studied by muon spin relaxation (mSR) (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Mashita, H. Kishimoto, R. Inoue, A. Koda, R.Kadono, T. Kanaya
  • 雑誌名: Polymer 巻: 105 ページ: 510-515
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2016.07.050
  • 査読あり
• [学会発表] 核共鳴準弾性散乱によるガラス形成高分子のダイナミクス (2017)
  • 著者名/発表者名: 金谷利治、井上倫太郎、斎藤真器名、瀬戸誠、依田芳卓、間下亮
  • 学会等名: 核共鳴準弾性散乱研究会
• [学会発表] Current status and updates on J-PARC/MLF (2016)
  • 著者名/発表者名: 金谷利治
  • 学会等名: Korea-Japan Neutron Scattering Meeting
• [学会発表] Shear- and deformation-induced polymer crystallization studied by small-angle neutron and X-ray (2016)
  • 著者名/発表者名: 金谷利治
  • 学会等名: 12st International Symposium on Polymer Physics of Molecular Engineering of Polymers (MEP-2016)
• [学会発表] Shear- and deformation-induced polymer crystallization studied by small-angle neutron and X-ray (2016)
  • 著者名/発表者名: 金谷利治
  • 学会等名: ESS-J-PARC Workshop
• [学会発表] mSR Studies of Polymers (2016)
  • 著者名/発表者名: 金谷利治
  • 学会等名: The 14th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance
• [学会発表] Heterogeneous Dynamics of Polymer Thin Films by Neutron and Muon (2016)
  • 著者名/発表者名: 金谷利治
  • 学会等名: 1st International Conference of Molecular Engineering of Polymers (MEP-2016)
• [備考] [Remarks]
  • URL: http://mlfuser.cross-tokai.jp/st/high_polymer/