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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。

. About our は, polymer のをする tectonic パラメータであるや molecular weight, molecular weight distribution branching structure が different なる HDPE を with いることで, これらの tectonic の violations いが ligands to 挙に and えるを appraisal of 価した. いずれの sample ともにで, a shaft extension process sample の heterogeneity - shape (ネッキング) が began するとでに, molecular lock が extension direction at the same time はなく, extension direction にし seaborne て 30 to 60 ° degree tilt いた direction へと match to する挙 dynamic が confirm できた. これは, with じく crystalline polymer であるイソタクチックポリプロピレンにも common して観 examine されており, high い crystallinity を have する crystalline polymer の unique ligands to 挙 dynamic であると exam えられる. Sample の heterogeneity - shaped end すがると, ligands to state は test piece picture direction および thick み direction にはほぼ uniform であり, extension direction にし seaborne て molecular lock が match to する a shaft match to a dynamic を挙した. また, low molecular weight がい sample, もしくは molecular weight distribution が hiroo い sample ほど molecular lock が extension direction へとより highly に match to することがわかった. Molecular weight は primary crystallization にラメラのサイズに influence を and えており, low molecular weight がい sample ほど crystallization ラメラのサイズが small さくなるため, extension direction への ligands to が promote される. One party, the molecular weight distribution が different なる HDPE はいずれも crystallization ラメラのサイズがほぼ etc しいが, molecular weight distribution が hiroo い sample ほど crystallization ラメラを繋ぐタのイ molecules in が raised add した. これらのタイ between molecular は crystallization の応 force 伝 seeding element child として働くため, molecular lock が extension direction へとより highly に match to したと exam えられる. また, short lock および long locks branching を have するの HDPE film sample は a shaft extension process において, a の molecular lock が test piece of direction and the direction of び thick みへと match to する specific な match to a dynamic を挙した. このような match to 挙は, this research で open 発した 3 times to review 価 tselischeva ではないと検 know できないものであり, future は branching number のや distribution の intelligence を reference にし, このような specific な match to 挙 dynamic のメカニズムを tectonics of に interpret することにむり group to fixed である.