2002 Fiscal Year Annual Research Report
拘束下でのガラス転移と高分子鎖ダイナミクスのクロスオーバー
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14540377
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
深尾 浩次 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (50189908)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
猿山 靖夫 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (50162532)
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| Keywords | α過程 / 誘電緩和スペクトロスコピー / 高分子薄膜 / ポリメチル酸メチル / ポリイソプレン / ノーマルモード / 誘電スペクトル / 拘束誘起過程 |
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| Research Abstract |
薄膜内における高分子鎖のダイナミクスは薄膜の膜厚に依存して大きく変化することが知られている。この膜厚依存性を詳細に調べることにより、ガラス転移機構の解明や高分子ダイナミクスの十分な理解が可能になると期待されている。今年度、本研究では立体規則性の異なるポリメチル酸メチル(PMMA)薄膜と1.4-cisポリイソプレン(PIP)薄膜のダイナミクスを誘電緩和スペクトロスコピー法により調べた。バルクのPMMA薄膜では立体規則性に応じてα過程が異なったダイナミクスを示すが、膜厚の低下とともにその差が減少し、ある臨界膜厚以下では立体規則性による依存性が消失することが明らかとなった。このことはガラス転移の特性長と立体規則性の空間スケールの競合により説明される。一方、PIPの場合は高分子鎖全体の運動に起因するノーマルモードが観測される。PIP薄膜ではこのノーマルモードが緩和強度を減少させるとともに、より高周波側(低温側)に新たなモードが出現することが明らかとなった。この際、高分子鎖のセグメント運動に起因したα過程はバルクの場合と比較して変化はなかった。また、ノーマルモードの誘電スペクトルは緩和強度の減少にともなって、緩和時間の分布がブロードになることも観測された。今回観測された新たなモードは高分子が薄膜内に拘束されることにより、ノーマルモードの一部がより速いダイナミクスに変化することにより生じたと考えられる。一般にノーマルモードの特性時間は高分子の鎖長の増加関数なので、有効的な分子鎖長が短くなった高分子鎖が薄膜中ではその分率を増していると考えられる。その分子論的な機構の解明は次年度以降の課題である。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] K.Fukao, A.Koyama, D.Tahara, Y.Kozono, Y.Miyamoto, N.Tsurutani: "Structure formation from the oriented glassy states of poly(ethylene terephthalate)"J.Macromol.Sci.-Physics. (in press).
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[Publications] A.Koyama, T.Yamamoto, K.Fukao, Y.Miyamoto: "Molecular dynamics studies on polymer crystallization from a stretched amorphous state"J.Macromol.Sci.-Physics. (in press).
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[Publications] D.Tahara, K.Fukao, Y.Miyamoto: "Light scattering studies on crystallization in poly(ethylene terephthalate)"polymer. 43. 7461-7465 (2002)
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[Publications] A.Koyama, T.Yamamoto, K.Fukao, Y.Miyamoto: "A molecular dynamics simulation of polymer crystallization from oriented amorphous state"Phys.Rev.E. 65. 050801 (2002)
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[Publications] Y.Miyamoto, K.Fukao, H.Yamao, K.Sekimoto: "Memory effect on the glass transition in vulcanized rubber"Phys.Rev.Lett.. 88. 225504 (2002)
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[Publications] K.Fukao, S.Uno, Y.Miyamoto, A.Hoshino, H.Miyaji: "Relaxation dynamics in thin supported polymer films"J.Non-Cryst.Solids. 307-310. 517-523 (2002)
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[Publications] L.Hartmann, K.Fukao, F.Kremer: "Broadband Dielectric Spectroscopy, ed.Kremer, F., Schonhals, A., chap.11"Springer Verlag. 41(729) (2002)
