高分子延伸の分子配向メカニズムと物性制御、その評価

第1部 高分子の延伸工程

(2021年9月30日 10:30〜12:10)

　繊維・フィルムとして使用される高分子材料の多くは線状高分子からなり、延伸によって分子鎖を配向させ、さらに配向結晶化させることによって配向方向への強度・弾性率を飛躍的に向上させると共に、それと垂直な方向に対してはしなやかに曲がる性質を獲得する。本稿では、延伸工程の特長と制御法について概説する。

1. 延伸装置と延伸条件
   1. 延伸装置
   2. 延伸工程の特徴
   3. 延伸条件
2. 延伸工程の制御
   1. 伸長変形の特長
   2. 延伸の基礎方程式
3. 延伸形態
• 質疑応答

第2部 高分子延伸プロセスにおける分子配向形成メカニズムと結晶化挙動

(2021年9月30日 13:00〜14:40)

　高分子のフィルムや繊維を延伸することによって、分子が配向すると共に、配向結晶化と呼ばれる特徴的な結晶化が起こり、力学特性、光学的性質、熱物性など物性値も大きく変化する。また、結晶化に伴う物性変化はその後の延伸性にも大きな影響を与える。 　この講座では、まずは非晶性高分子フィルムの延伸過程における分子配向形成機構について、いくつかの樹脂における実測結果を元に、モデル化の手法も含め解説を行う。その上で、結晶性高分子のフィルム延伸過程において発生する配向結晶化について、PET等における実測結果の解説と、PLAで示された延伸性への影響について解説を行う。

1. 延伸過程における分子配向形成
   1. 延伸過程における分子配向の形成と配向緩和
   2. 分子配向形成への延伸温度の影響
   3. 分子配向形成への延伸速度の影響
   4. 分子配向のモデル化
      1. 応力光学則と修正応力光学則
      2. Multi-Mode Maxwell Model
   5. 多段延伸過程における分子配向形成
2. 延伸過程における結晶化
   1. PETフィルムの延伸過程における結晶化
      1. 一軸延伸過程
      2. 二軸延伸過程
      3. PETフィルムにおける分子配向と結晶化速度の関係
   2. PENフィルムの延伸過程における結晶化
      1. 一軸延伸過程
      2. 二軸延伸過程
   3. PLAフィルムの延伸過程における結晶化と延伸性
      1. PLAフィルムの延伸過程における結晶化
      2. PLAフィルムの多段延伸過程における結晶化と延伸性への影響
• 質疑応答

第3部 フィルム延伸技術と延伸過程における構造発現・評価技術

(2021年9月30日 14:50〜16:30)

　高分子フィルムの延伸課程における構造形成について、その高分子材料の基礎物性、延伸性をはじめ、その延伸課程における分子配向形成について紹介する。

1. フィルム延伸過程における現象
   1. 高分子材料とフィルム成形加工技術
   2. 延伸過程と光学異方性発現の関係
   3. 一軸延伸と配向挙動
   4. 二軸延伸・逐次延伸と配向挙動
2. フィルム延伸過程における構造発現および評価技術
   1. 一軸および二軸延伸における分子配向特性
   2. 延伸フィルムの構造・物性評価
   3. 国内外のフィルム延伸の研究開発動向
   4. フィルム成形・延伸過程におけるオンライン光学異方性計測
3. 非晶性光学フィルム延伸過程における構造発現および評価技術
   1. 一軸延伸と分子配向特性
   2. 光学延伸フィルムの構造・物性評価
   3. フィルム延伸・緩和過程におけるオンライン構造計測 (研究開発動向含)
• 質疑応答