高分子結晶化のメカニズムとその解析

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、剪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。 　樹脂や高分子、繊維材料の高機能化、高性能化には高分子の構造に対する知識は欠かすことが出来ない。本講演では、高分子結晶の構造、高次構造についての知識、構造解析技術についての知識、材料の機能付与、機能強化についての知見を得ることができる。

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. 散乱法と顕微鏡法
      3. 散乱ベクトルと逆空間
      4. どんな形の結晶? (結晶格子)
      5. 高分子の結晶とSDGs
   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
   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. 種々の高分子の結晶 (SDGsに向けた高分子解析)
      1. ポリオレフィンなどの汎用樹脂
      2. ポリ乳酸、環境に優しい高分子
      3. セルロースナノファイバー、セルロース
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
   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
• 質疑応答