高分子の結晶化メカニズムと解析ノウハウ

高強度、高弾性率プラスチック材料を作製する上で、結晶に対する理解は欠かすことができない。高分子の結晶化プロセスは、温度条件、せん断条件など外場によってその様相は大きく変化する。その様相を完全に捕らえて、更なる材料の高機能化を図る上で、高分子の結晶化メカニズムについて明らかにすることは非常に重要である。 　ここでは、ランダムコイル状態から三次元的に配列した結晶に至るまでのプロセス、繊維作成時、成形加工時における高分子の結晶生成プロセスなどを詳述する。特に、現在、非常に大きな進歩を遂げている結晶化メカニズムの解析法について取り上げる。最新の放射光X線による高輝度・高強度X線を用いた解析法、中性子を用いた解析法、熱分析法、界面における結晶成長の観察などについてである。これらの技術を用いた高分子の結晶化メカニズムに対する基本的な考え方、解析ノウハウについて述べる。

1. 高分子の結晶の基礎
   1. 高分子の結晶とは?
      1. 結晶の定義
      2. X線、中性子線、光
      3. 散乱法と顕微鏡法
      4. 散乱ベクトルと逆空間
      5. どんな形の結晶? (結晶格子)
      6. 結晶はどれくらい入ってる? (結晶化度)
   2. 高分子の高次構造
      1. ナノスケールの構造 (結晶格子)
      2. サブミクロンの構造
         • ラメラ構造
         • 長周期
      3. ミクロンの構造
         • 球晶
         • フィブリル
      4. もっと大きな構造 (成形加工品)
2. 解析方法について
   1. 高分子結晶の観察手法
      1. 高分子の結晶成長メカニズムについて (概論)
      2. ナノスケールの解析 (結晶・ラメラ構造)
      3. 成長速度の評価 (球晶成長)
      4. 温度による変化
      5. 空間による変化
      6. 熱測定・力学測定
   2. 結晶核ができるまで
      1. 多角的な解析
      2. 解釈について
   3. 成形加工時の結晶成長メカニズム
      1. 測定装置、方法
      2. シシケバブ構造、繊維構造
      3. 粘弾性と分子量の効果
3. 最新の測定技術
   1. 放射光X線を利用した解析手法の発展
   2. 顕微鏡観察法の最近の発展
   3. 試料条件制御法の進歩
4. 測定データとその解析法について
   1. 結晶成長メカニズムを明らかにするために
      1. どこに結晶があるのか?
      2. 多面的な解析による解明法
   2. 顕微鏡法・散乱法による解析
      1. データの効率的な処理のコツ
      2. 解釈のためのコツ
   3. 材料改質のために
      1. 結晶成長メカニズムの制御のために
      2. さらに求める材料を開発するために
5. 高分子結晶、測定法についての議論