Structure-property relationships of miscible semi-interpenetrating network with high-strength and high-toughness composed of rubber and plastics

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本研究課題は、アクリルゴムに結晶性フッ素樹脂をブレンドして架橋を行いセミ相互侵入高分子網目を形成させることでゴムの強度と靭性という通常は相反的な性質が同時的にかつ大幅に向上したことを端緒に、この架橋ブレンドゴムの階層構造と力学物性との関係を分子論的に解明し、高分子材料の力学物性の向上に新たな基礎的指針を確立することを目指している。2年目までに、DMAやDSC、SAXSによる相溶性の評価を行い、PVDFの結晶ラメラ間に一部のACMが含まれていること、AFM観察からはACMの一部がドメインを形成し結晶化時に高次のスケールで排除されていることが明らかにされた。また、ドメインのサイズは架橋により小さくなっていた。一方、溶融時には昇温でLCST型の相分離を示すことから高温溶融時には非相溶であるが、それより低温の溶融状態では相溶、一方結晶化時には結晶領域からの排除により部分的な相溶になると理解できる。また、架橋による結晶構造への影響を光散乱と顕微鏡を用いて詳細に調べると、球晶成長速度は低下するが、球晶サイズは小さくなることが明らかにされた。これは架橋網目が分子鎖の運動性を抑制するなどのはたらきを示した一方で、架橋剤や架橋助剤が核剤としてはたらいたことを示唆している。