高分子構造の引張変形を分子レベルで検出する近赤外-小角X線散乱の同時計測技術

近红外和小角度X射线散射同步测量技术，在分子水平上检测聚合物结构的拉伸变形

• 批准号: 21K05139
• 负责人: 新澤 英之
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05139/
• 关键词: 近赤外分光法; 小角X線散乱; 高分子; レオロジー

樹脂材料の機械変形時のメカニズムを分子レベルで評価するために、近赤外光と小角X線散乱用いた新しいレオ・オプティカル計測システムを開発する。本手法は引張試験機と近赤外計測置と小角X線散乱測定装置の3つを組み合わせることで、延伸する高分子の応力-ひずみ曲線、近赤外光によって弾性変形化のタイ鎖の変形、小角X線散乱によって塑性変形時のラメラの変形を動的に計測する。本手法では、延伸試料に対してX線及び近赤外光を照射することで、弾性変形における高分子構造の変形を近赤外光、塑性変形を小角X線散乱で検出するものである。このためX線と近赤外光を試料の同一部位に照射する機構が必要となる。小角X線散乱装置は極めて複雑に設計されたX線光学系となるために、設計・設置がより容易な近赤外光の照射および検出機構を市販の小角X線散乱装置内に構築する。外部に設置した近赤外光源からの近赤外光をファイバーによって小角X線散乱装置内に導入する。近赤外光は偏光子によって水平方向に偏光した後、試料背面に設置したファイバーで受光し検出器へと送る。近赤外測定にファイバープローブを用いる最大の利点は、試料の照射位置が同じであれば、近赤外光の投光部と受光部をX線の照射軸上に設置する必要がないということである。即ち、本機構によって試料の同一箇所において近赤外光吸収と小角X線散乱の測定が行える。延伸装置等の外力によって測定対象に機械的変形を与えることで、樹脂材料の機械変形時の近赤外吸収とX線散乱による分析を行うことが可能となる。

The mechanical deformation of resin materials is characterized by molecular evaluation, near-infrared light and small-angle X-ray scattering. The method comprises the following steps of: introducing tension tester, near-infrared measuring device, small-angle X-ray scattering measuring device, combining the three components, namely, stretching, polymer force-inner curve, near-infrared light, property transformation, locking shape, small-angle X-ray scattering, plastic transformation, and shape transformation. This method is suitable for X-ray and near-infrared light irradiation of stretched samples, plastic deformation of polymer structures, near-infrared light irradiation, and small-angle X-ray scattering. The X-ray and near-infrared light irradiation mechanism is necessary for the same part of the sample. Small angle X-ray scattering device design, design, setup, easy to irradiate near infrared light, detection mechanism, and construction of small angle X-ray scattering device. External setting: Near infrared light source, near infrared light source, small angle X-ray scattering device Near infrared light is emitted from the polarizer in the horizontal direction, and the light detector is set on the back of the sample. The maximum advantage of near infrared measurement is that the irradiation position of the sample is the same as that of the near infrared light projection part and the near infrared light reception part. That is, the same place where the sample is tested in this institution is near red light absorption and small angle X-ray scattering measurement. The external force of the extension device is measured according to the mechanical deformation of the image, and the near-infrared absorption and X-ray scattering of the resin material are analyzed.

项目成果

プラスチックの劣化状態を非破壊分析するシステムを開発

开发塑料劣化状态无损分析系统