高分子中でのイオンー双極子相互作用に着目した革新的材料創製

专注于聚合物中离子偶极相互作用的创新材料创造

• 批准号: 22H02138
• 负责人: 山口 政之
• 金额: $ 10.32万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02138/
• 关键词: 高分子レオロジー; 成形加工; ポリマーブレンド; レオロジー

高分子固体中で生じる分子間の静電相互作用を調べるためのモデル材料を検討した。種々のポリマーおよびブレンド材料を探索し、ポリ乳酸（PLA）とポリビニルアルコール（PVA)のブレンドが適切であると判断した。このブレンド系は、異種ポリマー間に強い静電相互作用が生じ、それによって混合物の高次構造が決定づけられる。2022年度はまず塩を添加せずに、単純ブレンドの構造と性質に関する知見を深めるための研究を実施した。溶融粘弾性、結晶化挙動、固体構造と物性などの基礎的な実験を行ったところ、PVAがわずかながらPLAの結晶核剤として作用し、PVA表面からPLAのトランスクリスタルが成長するという新しい事実が判明した。さらに、流動場を与えて急冷固化したブレンド物はPLAの結晶化をほとんど生じないものの、それを熱処理すると、配向したPVA分散相からPLAのトランスクリスタルが成長することを確認した。その結果、熱処理によって流れ方向に膨張するという極めて稀な現象を生じることが判明した。このような現象は厳密な寸法制御を必要とする多くのプラスチック成形体にとって新たな材料設計指針となりえることから、工業的意義の深いものである。そこで、本現象の発現機構に関してさらに追及したところ、PVAを添加しなくても、PLAに適切な流動履歴を与えることで、同様の現象を確認することができた。これは流動場でPLAの伸び切り鎖結晶が成長するために生じる現象であり、一般的な成形加工方法への適用が可能である。

检查了模型材料以研究聚合物固体中发生的分子之间的静电相互作用。探索了各种聚合物和混合材料，并确定聚乙酸（PLA）和聚乙烯醇（PVA）的混合物是合适的。这种混合系统导致不同聚合物之间的强静电相互作用，这决定了混合物的高阶结构。在2022财年，进行了研究，以加深我们对简单混合物的结构和特性而无需添加盐的知识。基本实验是针对熔体粘弹性，结晶行为，固体结构和物理特性进行的，新事实表明，PVA略微充当PLA的晶体成核剂，而PLA Trancrystals从PVA表面生长。此外，尽管混合物用流场淬灭并固化，但几乎不会产生PLA结晶，但已证实，当对热处理进行热处理时，PLA的转录晶体从方向的PVA分散相生长。结果，发现发生了极为罕见的现象，在该现象中，热处理在流动方向上引起扩张。这种现象具有深厚的工业意义，因为它可以作为许多需要严格控制的塑料模制体的材料设计的新指南。因此，进一步研究了对该现象的表达机理的进一步研究，并且可以通过在不添加PVA的情况下向PLA提供适当的流史来确认类似的现象。这是一种现象，当PLA的延伸链的晶体在流场中生长，并且可以应用于一般的成型过程。

项目成果

Anomalous Postprocessing Dimensional Change of Injection-Molded Products Composed of Poly(lactic acid) and Poly(vinyl alcohol)

• DOI: 10.1021/acsapm.2c02155
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: ACS Applied Polymer Materials
• 影响因子: 5
• 作者: M. Yamaguchi;Wen Shu;Takeyoshi Kimura;Hoang-Giang Dai Vo;Takumitsu Kida;Toyoichiro Mori;Makoto Kitani;Norifumi Aridome;Akira Miyamoto

Effect of shear flow on crystallization behavior of poly(lactic acid)

剪切流对聚乳酸结晶行为的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: G.H. Vo;K. Janchai;T. Kida;M. Yamaguchi
• 通讯作者: M. Yamaguchi