高立体規則性ポリスチレン結晶中の積層欠陥の構造解析

高立构聚苯乙烯晶体中堆垛层错的结构分析

基本信息

批准号：
01550694
负责人：
辻正樹
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

新しい立体特異性重合法により合成されたシンジオタクチック・ポリスチレンS-PSは、高立体規則度・超高重合性が得られるだけでなく、高融点(275℃)かつ結晶化速度も大きく、エンジニアリングプラスチックスとしての期待が大きい。分子量(Mw)7万あるいは16万のS-PSを、n-テトラデカンとデカリンの体積比2:1の混合溶媒に溶かし、0.01%程度の稀薄溶液とした。温度範囲160-200℃での等温結晶化によって薄板状の単結晶が得られた。溶液中に岩塩を入れ、その(001)面に生長させた単結晶は平面性が良く、かつ単層であった。しかし現在まだ、エピタクシ-生長の特徴は確認できていない。この板状単結晶は、先端の切れたひし形を呈した。S-PSには種々の結晶多形があるが、本研究で得られた単結晶は分子鎖が平面ジグザグ構造をとる斜方晶(P2,2,2:a=2.87nm,b=0.8nm,c=0.51nm)であり、分子鎖軸(C軸)は単結晶板面に垂直である。この単結晶のhko電子回折には次の三つの特徴がある。(1)hOOとOKOは偶数次しか現われずスポット状である。(2)hKOはh+Kの偶数の場合はスポット状、h+Kが奇数の場合はa^*軸方向にストリ-ク状である。(3)散漫散乱は認められない。以上のことを考慮に入れ、若干の試行錯誤の後、次のようなモデルに到達した。規則的結晶のbc面に平行な分子層を2分子層毎に区切ると、2種類のモチ-フの交互的な積層が出来上がる。規則的結晶の構造も充分には解析されていなかったので、エネルギ-計算を行ない、構造を決定した。モチ-フの交互性がくずれた積層欠陥部分についても計算を行ない、2分子層がC軸に平行な2回らせん軸をもつ組合せ(モチ-フ)ならば積層欠陥が生じてもエネルギ-がそれほど大きくならず規則構造に次いで安定であることがわかった。高分解能電子顕微鏡観察によって、提案した規則構造が妥当であることが確認されたが、積層欠陥についてはまだ充分な分解能を有する像は得られていない。

由新的立体特异性聚合方法合成的集合性聚苯乙烯S-PS不仅提供高立体尺寸和超高的聚合性，而且还具有高熔点（275°C）和高结晶速率，并以高度期望作为工程塑料。将其分子量为70,000或160,000的S-PS溶解在混合溶剂中，体积比为N-四烷和Decalin的体积比为2：1，并用作约0.01％的稀溶液。通过等温结晶在160-200°C的温度范围内通过等温结晶获得了薄板状单晶。将岩盐（001）表面生长的单晶放置在溶液中，是平坦的，是单层的。但是，尚未确认外延生长的特征。这种板状的单晶表现出具有尖端的钻石形尖端。 S-PS具有各种晶体晶状体，但是在这项研究中获得的单晶是正交的（p2,2,2：A = 2.87nm，B = 0.8nm，C = 0.51nm），分子链具有平面Zigzag结构的分子链，并且具有分子链轴（C-XAXIS）是单一的晶体晶体，是单一晶体的晶体。该单晶的HKO电子衍射具有三个特征：（1）Hoo和Oko仅类似点状，仅出现偶数订单。（2）当H+K是一个偶数数字时，HKO是一种斑点状形状，当H+K是奇数时，在A^*轴方向上的带状形状。（3）未观察到散射。考虑到这些因素，经过一定的反复试验，我们达到了以下模型：通过将平行于常规晶体的BC平面分离为两个分子层，形成了两种类型的基序。由于未充分分析了常规晶体的结构，因此进行了能量计算以确定结构。我们还对堆叠缺陷进行了计算，其中交替基序被扭曲了，发现双层层具有两个平行于C轴（基序）的螺旋轴，即使发生堆叠缺陷，能量也不会更大，并且在常规结构后稳定。尽管高分辨率电子显微镜证实了所提出的有序结构是有效的，但尚未获得足够分辨率的图像用于堆叠缺陷。