新素材設計開発に有用な高分子階層構造情報の取得

摘要

新しい性能を有する高分子材料を開発しようとする場合、頭の中で化学構造式を考 えるだけでは良いアイデアは出ない（と思われる）。これまで登場した高分子物質に ついて、それが如何なる立体構造を有するのか、物性との関係は如何なるものである のかを理解し、そうして蓄積した数々の知識を踏まえて分子設計に進hでいくのが、 効率が良いであろうし、開発に向けての成功の確率も上がる。この場合の立体構造と は、分子鎖一本の立体形態（コンフォーメーション）だけではなく、それらが集まっ て形成する結晶構造あるいは非晶構造、さらには結晶相と非晶相とが集合した高次組 織の3次元構造を意味している。このような高分子の階層構造を明らかにすることは、 高分子のバルクな性質の理解の上で不可欠であるが、実際には階層構造とバルク物性 との間の密接な関係を解明することは極めて難しい。古くから行われてきている方法 として、結晶領域についての構造と物性との関係を理論的に（あるいは実験的に）知 り、また非晶領域についても同様に知り（仮定し）、結晶相と非晶相の直列連結あるい は並列連結あるいは直列並列連結の模型を導入して「バルクな」材料の物性を予測す る方法がある［1，2]。バルク物性予測はある程度出来る（であろう）が、そのような複 合模型には実際に発現される複雑な階層構造は殆ど反映されない。結晶ラメラが如何 に集合しているのか、結晶域から非晶域へと分子鎖の形態がどのように連続して変化 していくのか、その移行部分では分子鎖の形態や集合状態の規則性が徐々に（あるい ′は不連続に）変化していくであろうし、またポイドやラメラのサイズ分布や配向分布も複雑に変化していく。