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偏光ラマン分光法を用いた結晶性高分子材料のその場３次元配向評価

使用偏振拉曼光谱对结晶聚合物材料进行原位三维取向评估

基本信息

批准号：
16J00528
负责人：
木田拓充
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

。今年度は、高分子材料の物性を左右する構造パラメータである分子量や分子量分布、分岐構造が異なるHDPEを用いることで、これらの構造の違いが分子配向挙動に与える影響を評価した。いずれの試料ともに、一軸延伸過程で試料の不均一変形(ネッキング)が開始すると同時に、分子鎖が延伸方向ではなく、延伸方向に対して30-60°程度傾いた方向へと配向する挙動が確認できた。これは、同じく結晶性高分子材料であるイソタクチックポリプロピレンにも共通して観察されており、高い結晶度を有する結晶性高分子材料特有の分子配向挙動であると考えられる。試料の不均一変形が終了すると、分子配向状態は試験片幅方向および厚み方向にはほぼ均一であり、延伸方向に対して分子鎖が配向する一軸配向挙動を示した。また、分子量が低い試料、もしくは分子量分布が広い試料ほど分子鎖が延伸方向へとより高度に配向することがわかった。分子量は主に結晶ラメラのサイズに影響を与えており、分子量が低い試料ほど結晶ラメラのサイズが小さくなるため、延伸方向への分子配向が促進される。一方、分子量分布が異なるHDPEはいずれも結晶ラメラのサイズがほぼ等しいが、分子量分布が広い試料ほど結晶ラメラを繋ぐタイ分子の量が増加した。これらのタイ分子は結晶間の応力伝播素子として働くため、分子鎖が延伸方向へとより高度に配向したと考えられる。また、短鎖および長鎖分岐を有する一部のHDPE試料は一軸延伸過程において、一部の分子鎖が試験片幅方向及び厚み方向へと配向する特異的な配向挙動を示した。このような配向挙動は、本研究で開発した3次元配向評価法ではないと検知できないものであり、今後は分岐の数や分布の情報を参考にし、このような特異的な配向挙動のメカニズムを構造論的に解明することに取り組む予定である。

。This year, polymer materials have different physical properties, such as molecular weight, molecular weight distribution, molecular weight distribution and molecular weight distribution. During the process of sample extension, the heterogeneous shape of the sample starts to be confirmed simultaneously, and the molecular lock extends in the direction opposite to that of 30-60°. The molecular alignment characteristic of crystalline polymer materials with high crystallinity The sample is heterogeneous in shape and orientation, uniform in width and thickness, uniform in orientation, and aligned in one axis. The molecular weight of the sample is low, and the molecular weight distribution of the sample is high. Molecular weight is mainly affected by crystallization, molecular weight is low, molecular alignment is promoted by extension direction. The molecular weight distribution of HDPE is different, and the molecular weight distribution of HDPE is increasing. The molecules of this phenomenon are strongly dispersed between the crystals, and the molecular locks are aligned in the direction of extension and height. Some of the HDPE samples showed specific alignment movement in the axial extension process, while others showed specific alignment movement in the width direction and thickness direction. This study develops a three-dimensional alignment evaluation method for the analysis of the alignment and distribution of the number of divergences in the future.