高分子の「滑り拡散理論」による結晶化・液晶化桟構の解明と理想的構造物性の追究

「高分子鎖が滑りやすい高エントロピー相へと結晶化させると理想的な構造と物性が発現する」という滑り拡散理論(彦坂,1990)の実験的検証と拡張を行い,高機能物質探索に応用した。高分子のモデル物質であるポリエチレン(PE)だけではなく、強誘電性高分子であるフッソ系高分子(ポリフッ化ビリニデン強重合体)についても、高エントロピー相へと結晶化させると理想的構造である伸びきり鎖結晶が生成することがわかり滑り拡散理論の妥当性が検証でき、機械一電気エネルギー変換率を約2倍に改善でき耐熱性も改善できることを示した。伸びきり鎖結晶が厚さが増大する厚化成長と横方向に成長する沿面成長の組み合わせにより生成することを先に示したが、今年度はPE厚化成長速度の過冷却度依存症をはじめて定量的に測定し、それを基にして厚化成長の分子論的メカニズムを提唱した。高分子の構造形成における分子鎖の拡散重要性を、結晶化だけではなく「液晶化」についても確認できた。また、結晶化や「液晶化」において成長に伴う安定相の交代が重要な役割をはたすことを実験的に発見し、その理論的解明に成功した。

「高分子鎖が滑りやすい高エントロピー相へと結晶化させると理想的な構造と物性が発現する」という滑り拡散理論(彦坂,1990)の実験的検証と拡張を行い,高機能物質探索に応用した。高分子のモデル物質であるポリエチレン(PE)だけではなく、強誘電性高分子であるフッソ系高分子(ポリフッ化ビリニデン強重合体)についても、高エントロピー相へと結晶化させると理想的構造である伸びきり鎖結晶が生成することがわかり滑り拡散理論の妥当性が検証でき、機械一電気エネルギー変換率を約2倍に改善でき耐熱性も改善できることを示した。伸びきり鎖結晶が厚さが増大する厚化成長と横方向に成長する沿面成長の組み合わせにより生成することを先に示したが、今年度はPE厚化成長速度の過冷却度依存症をはじめて定量的に測定し、それを基にして厚化成長の分子論的メカニズムを提唱した。高分子の構造形成における分子鎖の拡散重要性を、結晶化だけではなく「液晶化」についても確認できた。また、結晶化や「液晶化」において成長に伴う安定相の交代が重要な役割をはたすことを実験的に発見し、その理論的解明に成功した。