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。

采用新型立体定向聚合方法合成的间规聚苯乙烯S-PS不仅具有高立构规整性和超高聚合性，而且还具有高熔点（275℃）和高结晶速率，人们对其作为塑料寄予厚望。将分子量(Mw)为70,000或160,000的S-PS溶解在正十四烷和十氢化萘体积比为2:1的混合溶剂中，形成约0.01%的稀溶液。在160-200℃温度范围内等温结晶得到薄板状单晶。在溶液中在岩盐（001）面上生长的单晶具有良好的平整度和单层。然而，外延生长的特性尚未得到证实。这种板状单晶呈菱形，尖端被截断。 S-PS具有多种晶体多晶型，但本研究获得的单晶为斜方晶系（P2,2,2：a=2.87nm，b=0.8nm），其中分子链具有平面锯齿状结构，c=0.51。 nm），分子链轴（C轴）垂直于单晶板平面。该单晶hko电子衍射具有以下三个特点。 (1) hOO和OKO仅以偶数顺序出现并且呈点状。 (2)当h+K为偶数时，hKO具有斑点形状，当h+K为奇数时，hKO在a^*轴方向上具有条纹形状。 (3)未观察到漫散射。考虑到上述情况并经过一些尝试和错误，我们得出了以下模型。当与规则晶体的 bc 平面平行的分子层被分成两个分子层时，就会产生两种类型图案的交替堆叠。由于规则晶体的结构尚未得到充分分析，因此进行能量计算以确定结构。我们还计算了基序交替被破坏的堆垛层错区域，发现如果双层具有与C轴平行的二重螺旋轴的组合（基序），即使发生堆垛层错，能量也会结果发现，该结构并没有变得很大，是仅次于规则结构的第二稳定结构。高分辨率电子显微镜证实了所提出的有序结构的有效性，但尚未获得具有足够分辨率的堆垛层错图像。