放射光X 線散乱に基づくポリエチレン単結晶の溶液中 および乾燥後の分子鎖凝集構造解析

摘要

ポリエチレン(PE)単結晶は大きさが数μm、厚さが約10 nm の菱形の高分子結晶であり、結晶部 と非晶部が共存した折りたたみ構造を形成する。PE 単結晶は高密度ポリエチレンをキシレン溶媒 に溶解した0.01 wt%の希薄溶液をある一定温度に保持する等温結晶化法またはSelf-seeding 法によ り調製され、溶液中では折りたたみ面の立体障害を緩和するため中空ピラミッドを形成し、乾燥後 は平面状に押しつぶされた菱形板状晶に変化する。しかしながら、PE 単結晶の溶液中における結 晶構造を直接評価した報告例はなく、その分子鎖凝集構造は明らかにされていない。また、折りた たみ分子鎖の熱運動は結晶部の分子鎖熱運動と比較して活性化しているため、PE 単結晶の表面構 造は未だ解明されていない。PE 単結晶の結晶成長は溶液中で達成されており、最安定構造を形成 した溶液中におけるPE 単結晶の結晶構造を解明することは、系の安定性を本質的に考える上で必 要不可欠である。