Development of structural analysis method for multi-component nanocomposites using deuterated polymer

使用氘代聚合物开发多组分纳米复合材料的结构分析方法

基本信息

批准号：
20H02023
负责人：
前田知貴
金额：
$ 11.56万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02023/
关键词：
重水素化ポリマナノ複合材料中性子散乱構造解析

项目摘要

本研究では、ポリマ分子鎖内の軽水素Hを重水素Dに置換した重水素化ポリマに着目し、中性子散乱におけるコントラストの制御により、多成分系ナノ複合材料の構造解析の実現に向けた基盤研究を実施している。具体的な研究内容は、ポリマ分子鎖内の軽水素Hを重水素Dに置換した重水素化ポリマを合成し、この重水素化ポリマを用いてナノ複合材料を作製し、中性子散乱による構造解析を実施することである。当該年度においては、昨年度に引き続き、重水素化率（軽水素Hと重水素Dの総数に対する重水素Dの割合）が制御された重水素化ポリマの合成を実施し、ナノ複合材料の作製、中性子散乱による構造解析を見据えて、重水素化ポリマの種類を拡大した。あわせて、中性子散乱測定、溶媒への溶解性評価を実施した。重水素化ポリマの合成では、主に、エステル交換反応により、ポリマを重水素化ポリマに変換する方法を用いた。結果として、ポリマと重水素化アルコールの混合比を制御することで、重水素化率が制御された重水素化ポリマが得られた。重水素化率が制御された重水素化ポリマの中性子散乱測定では、軽水素Hの数密度に比例する非干渉性散乱の強度が重水素化率に応じて変化すること、重水素Dの導入に起因する干渉性散乱が生じないことが確認された。重水素化率が制御された重水素化ポリマの溶媒への溶解性評価では、（重水素化前の）ポリマと重水素化ポリマに顕著な差がないことが確認された。以上より、重水素化率が制御された重水素化ポリマの合成技術を確立するとともに、ナノ複合材料の作製、中性子散乱による構造解析を見据えて、重水素化ポリマの種類を拡大することができた。あわせて、重水素化ポリマを活用した多成分系ナノ複合材料の構造解析において必要となる基礎データを取得することができた。

在这项研究中，我们专注于基于重水的聚合物，该聚合物用重氢D代替了聚合物分子链中的光h，并通过控制中子散射中的对比度来实现多个组件复合材料的结构分析。在聚合物分子分子链中与重氢H合成的特定研究含量，该含量由重氢D代替。在相关的一年中，将重型氢化速率（重氢D与氢H和重型氢D的总数）被控制到第二年，并产生了纳米复合材料的产生。通过中子散射对结构分析进行了扩展。同时，实施了溶剂的中子散射测量和溶解度评估。在合成重氢多聚元素中，使用了通过酯替代反应将多聚合物转化为重氢化聚合物的方法。结果，通过控制多聚醇和大水醇的混合比，获得了具有控制氢化速率的氢化聚合物。在测量重氢化聚合物聚合物的中子散射中，非互相散射的强度与光氢H的密度成正比，根据重水比的变化，引入了重氢。没有由由干扰散射引起的。据证实，将重氢化速率控制到溶剂中溶剂溶液中的重浇水率的溶解比，在溶剂中溶剂的溶液，多聚菌（在重氢化之前）和聚合聚合物没有显着差异。从以上，除了建立由重水的聚合物的合成技术外，还可以增强重型多氢化多元素的类型，该技术已通过重氢化控制，并预期了纳米复合材料的结构分析和结构分析，并通过中子散射进行结构分析。。同时，获得了利用重量氢聚合物的多种复合材料的结构分析所需的基本数据。