積層欠陥の解析による、高分子結晶の形成過程に関する研究

通过层错分析研究聚合物晶体的形成过程

基本信息

批准号：
12750798
负责人：
登阪雅聡
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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

项目摘要

立体規則性の異なる3種類のシンジオタクチックポリプロピレン(s-PP)を試料として用いた。s-PPは単分子層単位で積層欠陥を形成する。試料s-PPの希薄溶液をキャストしてガラスなどの基盤上に薄膜を作成し、ホットプレートを用いて様々な温度で結晶化させ、ラメラ状結晶試料を作成した。このラメラ状結晶について、極低温高分解能電子顕微鏡によって、分子鎖の配列に関する情報を記録した高分解能像を撮影することに成功した。この高分解能観察結果と、高分解能像の画像処理については繊維学会誌に投稿中である。s-PPのラメラ状結晶試料からの電子線回折パターンを解析し、積層欠陥がどの程度存在するかをマクロスコピックに定量した。結晶化温度を高くするほど欠陥の少ない結晶が得られた。また、同じ結晶化温度では立体規則性の低い試料の方が欠陥の少ない結晶を与えた。この事から、欠陥の量は結晶化速度に依存し、ゆっくりと結晶化する条件(結晶化温度が高い・立体規則性が低い)ほど成長面に付着した分子鎖が安定な配置を模索する時間が長く、欠陥の少ない結晶を与えると考えられた。これらの議論については「第10回材料学会高分子材料シンポジウム」および「第49回高分子討論会」で発表した。また、繊維学会誌にも投稿中である。光学顕微鏡を用いて成長過程を観察し、種々の結晶化温度における(010)面の成長速度を求めた。積層欠陥が存在していることにより、s-PPの(010)面は常に段差を持っているはずなので、成長レジュームIからIIへの転移は存在せず常にレジュームII成長を行うはずである。それにも関わらず、レジューム転移と同様な成長速度の変化が観察された。この点については今後の検討課題である。

以三种具有不同立构规整性的间同立构聚丙烯（s-PP）作为样品。 s-PP 在单层单元中形成堆垛层错。将 s-PP 样品的稀溶液浇铸在玻璃等基材上形成薄膜，然后使用热板在不同温度下结晶，形成层状晶体样品。使用低温高分辨率电子显微镜，他们成功地拍摄了这些层状晶体的高分辨率图像，记录了有关分子链排列的信息。目前，该高分辨率观察结果以及高分辨率图像的图像处理结果正在提交给日本纤维科学技术学会杂志。我们分析了 s-PP 层状晶体样品的电子衍射图，并宏观量化了堆垛层错的程度。随着结晶温度的升高，获得了缺陷较少的晶体。此外，在相同的结晶温度下，立构规整性较低的样品得到的晶体缺陷较少。由此可见，缺陷的数量取决于结晶速度，结晶条件越慢（结晶温度越高、立构规整性越低），附着在生长表面的分子链找到稳定排列所需的时间就越长。认为这会产生缺陷较少的长晶体。这些讨论在“第10届日本材料学会高分子材料研讨会”和“第49届高分子研讨会”上发表。它还将提交给日本纺织学会的杂志。使用光学显微镜观察生长过程，并确定在不同结晶温度下（010）面的生长速率。由于堆垛层错的存在，s-PP的(010)面应该总是有台阶，因此不应该有从恢复生长I到II的转变，并且应该总是发生恢复II生长。然而，观察到与恢复过渡类似的增长率变化。这一点是今后研究的课题。