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2015 年度 実施状況報告書

架橋高分子内に存在する不均一構造の直接観察

研究課題

研究課題/領域番号 26410138
研究機関九州大学

研究代表者

小椎尾 謙  九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (20346935)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード架橋構造 / 物理架橋 / 化学架橋 / ミクロ相分離構造 / ポリウレタン / エポキシ
研究実績の概要

本研究では、高架橋度のポリウレタンおよびエポキシ材料の凝集構造を評価することを目的としている。これまでに、高架橋度のポリウレタンにおいて、均一相が形成されると考えられていた系において、原子間力顕微鏡(AFM)観察により異種相が共存している可能性が示されている。しかしながら、AFMで得られている異種相の存在の根拠であるインターミッテントモードの位相差の起源に関して、本ポリマー系においてあまり知見が得られていない。このため、高架橋度のポリウレタンおよびエポキシ材料の凝集構造を評価する上で、やや低い架橋度を有し物理架橋に加えて化学架橋密度の制御が容易なセグメント化ポリウレタンの凝集構造を併せて評価することにより、本系における位相差の起源を解明することは極めて有効であると期待される。さらに、セグメント化ポリウレタンが形成する物理架橋は、極めて高い凝集力を発現するため、高架橋度のポリウレタンにおいても大きな影響をもたらすと考えられ、ウレタン結合の凝集力の本質を理解する観点からも大変意義深い。

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

物理架橋と化学架橋密度が異なるウレタン系架橋高分子を合成した。原料として、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、1,4-水添キシリレンジイソシアネート(1,4-H6XDI)、1,4-ブタンジオール、1,1,1-トリメチロールプロパンを用いて種々のハードセグメント含有量(20および30wt%)を有するウレタン系架橋高分子を合成した。得られた試料について、小角X線散乱測定に基づき、相分離度および相分離サイズを評価した。本研究で調製したウレタン系架橋高分子は相分離系であり、ハードセグメント含有量の増加に伴い、相分離度および相分離サイズが増大することが明らかとなった。また、化学架橋を導入すると、ソフトセグメント末端への架橋構造の導入に由来して、相混合傾向を誘起したが、結晶化したハードセグメントの融点も上昇させた。したがって、化学架橋の導入は、ソフトセグメント相の非純粋化を引き起こす一方、ハードセグメント相の純粋化あるいは分子鎖の高秩序化をもたらすと結論できる。

今後の研究の推進方策

平成27年度に調製した各種ウレタン系架橋高分子について原子間力顕微鏡観察に基づき、ミクロ相分離構造の相分離度および相分離サイズを直接観察する。これらの知見を、高度に架橋したポリウレタンおよびエポキシ材料にも適用し、種々の架橋高分子の凝集構造解析を達成する。

次年度使用額が生じた理由

平成27年度に調製予定であったエポキシ系の原料の購入を平成28年度に持ち越したため。

次年度使用額の使用計画

試料調製の原料購入に充当する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Improvement of the Low-Temperature Property of Aliphatic Polycarbonate Glycols-Based Polyurethane Elastomers2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kojio, M. Furukawa, M. Shimada, M. Shimada, T. Komatsu, S. Nozaki, S. Motokucho, K. Yoshinaga
    • 雑誌名

      Sci. Adv. Mater.,

      巻: 7 ページ: 934-939

    • DOI

      10.1166/sam.2015.1913

    • 査読あり
  • [学会発表] Effects of chemical structure of diisocyanae on a microdomain structure and physical property of polyurethane elastomers2015

    • 著者名/発表者名
      Ken Kojio, Shuhei Nozaki, Atsushi Takahara
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu
    • 年月日
      2015-12-19 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 極性高分子が作り出す凝集構造と物性2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kojio
    • 学会等名
      第24回高分子材料フォーラム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-11-25 – 2015-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular Aggregation Structure Analysis of Polymer Materials Based on Time-Resolved Scattering and Diffraction Measurements with Synchrotron Radiation X-ray2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kojio
    • 学会等名
      The 16th RIES-Hokudai International Symposium
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rheo-optical analysis of polymer materials using a synchrotron radiation x-ray scattering technique2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kojio
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2015
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2015-09-02 – 2015-09-06
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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