超高分子量PEの耐衝撃性と分子凝集状態の研究

超高分子量PE抗冲击性能及分子聚集状态研究

• 批准号: 11875214
• 负责人: 田中 皓
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Shiga Prefecture
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875214/
• 关键词: 超高分子量ポリエチレン; 結晶化; 偏光顕微鏡観察; 光散乱パターン; 球晶構造; 融解温度; アルファ分散; 動的粘弾性; 超音波特性; 分子凝集状態; ベータ分散

本年度(平成12年度)は、超高分子量であるがために、ポリエチレンの結晶化挙動に特異な点があるのかどうかを調べることを目的として研究を進めた。このために、結晶化条件をコントロールできる加熱・冷却恒温槽を用いて、偏光顕微鏡観察を行った。また、結晶化後のサンプルの光散乱パターンの観察および光散乱強度測定を行った。さらに、DSCの測定を行い、結晶化後のサンプルの融解挙動についても調べた。試料として、3種類の超高分子量ポリエチレン(UHMWPE、重量平均分子量が50万、340万、400万)と、比較のために通常の分子量をもつ高密度ポリエチレン(重量平均分子量13.6万)を用いた。得られた主な結果は以下のとうりである。1.UHMWPEの場合には、融解状態に注目する必要のあることが分かった。すなわち、融解温度と融解温度での保持時間である。いかなる組織も観測されない完全な融解状態(偏光顕微鏡下で均一と見なせる状態)になるには、UHMWPEの場合、190℃(融点よりも55℃以上高い)で少なくとも30分の保持が必要であった。2.完全な融解状態と思われる状態から結晶化させても、結晶組織は、結晶化条件・分子量に依存して、完全な球晶構造になったり、不完全な球晶構造になったり、球晶構造とは言い難い結晶組織になったり、大きく変化することが偏光顕微鏡観察によってわかった。球晶構造の完全性について、Hv-光散乱パターンより評価した。3.10℃/minの加熱速度でDSC測定を行った。融解のピーク温度位置は、分子量によって変化した。190℃30分融解後、5℃/minの冷却速度で冷却した場合、13.6万では125.1℃、50万では126.8℃、340万と400万では127.4℃〜127.6℃となった。完全な球晶とならない場合には、融点が高くなり、結晶としてはより完全なものとなっていることを示す。この点は、動的粘弾性測定の温度分散曲線(平成11年度における測定結果)において、アルファ分散の温度位置が、超高分子量になると高温側ヘシフトしたことと対応すると考えられ、興味深い。

This year (Heisei 12), ultra-high molecular weight, crystallization, special point, adjustment, purpose, research Crystallization conditions: heating, cooling, constant temperature bath, polarized light microscope The measurement of optical scattering intensity after crystallization In addition, DSC measurement is carried out, crystallization is carried out after crystallization, and melting is carried out. Sample: 3 kinds of ultra-high molecular weight (UHMWPE, weight average molecular weight: 500,000, 3.4 million, 4 million), comparison: ordinary molecular weight: high density (weight average molecular weight: 136,000). The main result is that 1. UHMWPE is in a melting state. Melting temperature and holding time. In the case of UHMWPE, it is necessary to maintain the temperature at 190℃(melting point above 55℃) for at least 30 minutes. 2. Complete melting state, crystallization condition, molecular weight dependence, complete spherulitic structure, incomplete spherulitic structure, polarization microscopical observation Spheroidal structure integrity, Hv-light scattering, evaluation 3. DSC measurement at heating rate of 10 ℃/min. Melting temperature, molecular weight, etc. After melting at 190℃ for 30 minutes, cooling rate at 5℃/min is 136,000 ℃, 500,000 ℃, 126.8℃, 3.4 million ℃, 400,000 ℃, 127.4℃ ~ 127.6℃. In the case of perfect spherical crystals, the melting point is high, and the crystallization is perfect. The temperature dispersion curve of viscosity measurement (measurement results in Heisei 11) is characterized by the temperature position, ultra-high molecular weight, high temperature side and deep interest.