非平衡中間体を経由する高分子結晶化と高次構造制御

伸張流動やせん断流動を高分子融体に印加すると、高分子鎖は伸張すると同時に配向を起こす。この影響により、流動場での高分子結晶化において核形成が促進されると同時に、配向した構造・モルフォロジー(シシケバブ構造)の生成が起こる。流動場結晶化に対しては学術的な関心だけでなく、産業応用的観点からも大きな興味が向けられてきた。しかし、いまだにシシケバブ生成の機構には多くの不明な点が残されている。本研究では、アイソタクチックポリプロピレン(iPP)とアイソタクチックポリスチレン(iPS)等を用い、融点Tm以上、さらには平衡融点TmO以上でのせん断流動場での構造形成(前駆体形成)を偏光解消光散乱、偏光顕微鏡、広角・小角X線散乱,中性子散乱等を用いて測定を行なった。多くの結果が得られたが、最大の成果は放射光X線マイクロビームによる前駆体の内部構造の観察であった。平成22年度にアイソタクチックポリスチレン(iPS)の融点以上におけるシシケバブ前駆体に関してマイクロビーム広角回折実験を行い、この配向物中には大きな結晶が非常に少数存在することを初めて示した。今年度はさらに進んでマイクロビーム小角散乱実験をiPSおよびiPPについて行なった。その結果、シシと思われる散乱が観察されたがその割合は非常に小さく、前駆体中に存在する結晶で伸張鎖結晶に発展しているものは非常に少ないことが明らかになった。さらに、iPPを用いた実験においても、融点以上で前駆体中にシシと思われる散乱が少数ではあるが観測された。それらは昇温してもなかなか融解せず、平衡融点近くの温度まで生き残った。この結果は、比較的少数であるがiPPにおいても融点以上でシシが生成し、融点以下ではそれが前駆体となって自発的にシシカバブに発展することを示唆した。

伸張流動やせん断流動を高分子融体に印加すると、高分子鎖は伸張すると同時に配向を起こす。この影響により、流動場での高分子結晶化において核形成が促進されると同時に、配向した構造・モルフォロジー(シシケバブ構造)の生成が起こる。流動場結晶化に対しては学術的な関心だけでなく、産業応用的観点からも大きな興味が向けられてきた。しかし、いまだにシシケバブ生成の機構には多くの不明な点が残されている。本研究では、アイソタクチックポリプロピレン(iPP)とアイソタクチックポリスチレン(iPS)等を用い、融点Tm以上、さらには平衡融点TmO以上でのせん断流動場での構造形成(前駆体形成)を偏光解消光散乱、偏光顕微鏡、広角・小角X線散乱,中性子散乱等を用いて測定を行なった。多くの結果が得られたが、最大の成果は放射光X線マイクロビームによる前駆体の内部構造の観察であった。平成22年度にアイソタクチックポリスチレン(iPS)の融点以上におけるシシケバブ前駆体に関してマイクロビーム広角回折実験を行い、この配向物中には大きな結晶が非常に少数存在することを初めて示した。今年度はさらに進んでマイクロビーム小角散乱実験をiPSおよびiPPについて行なった。その結果、シシと思われる散乱が観察されたがその割合は非常に小さく、前駆体中に存在する結晶で伸張鎖結晶に発展しているものは非常に少ないことが明らかになった。さらに、iPPを用いた実験においても、融点以上で前駆体中にシシと思われる散乱が少数ではあるが観測された。それらは昇温してもなかなか融解せず、平衡融点近くの温度まで生き残った。この結果は、比較的少数であるがiPPにおいても融点以上でシシが生成し、融点以下ではそれが前駆体となって自発的にシシカバブに発展することを示唆した。