陽電子消滅寿命から評価したガラス状高分子膜の自由体積と気体の拡散係数との相関 Correlation Between Free Volume Evaluated from Positron Annihilation Lifetime and Gas Diffusion Coefficient of Glassy Polymers

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著者

    • 田中 一宏 TANAKA Kazuhiro
    • 山口大学工学部機能材料工学科 Department of Advanced Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Yamaguchi University
    • 伊藤 正道 ITO Masamichi
    • 山口大学工学部機能材料工学科 Department of Advanced Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Yamaguchi University
    • 喜多 英敏 [他] KITA Hidetoshi
    • 山口大学工学部機能材料工学科 Department of Advanced Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Yamaguchi University
    • 岡本 健一 OKAMOTO Ken-ichi
    • 山口大学工学部機能材料工学科 Department of Advanced Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Yamaguchi University
    • 伊藤 泰男 ITO Yasuo
    • 東京大学原子力研究総合センター Research Center for Nuclear Science and Technology, The University of Tokyo

抄録

CO<SUB>2</SUB>とCH<SUB>4</SUB>の拡散係数とオルソーポジトロニウムの寿命τ<SUB>3</SUB>と強度<I>I</I><SUB>3</SUB>とを5種類のポリマーについてガラス転移温度<I>T</I><SUB>g</SUB>から<I>T</I><SUB>g</SUB>-150Kの温度で測定した. <I>T</I><SUB>g</SUB>-90K以上の温度で, τ<SUB>3</SUB>とlog (<I>D/T</I>) の間にかなり良い相関関係があった. ガラス状態での自由体積のサイズ分布が指数関数的であると仮定して, 自由体積孔の平均サイズ〈<I>v</I><SUB>h</SUB>〉をτ<SUB>3</SUB>から評価した. ガラス状および以前に調べたゴム状ポリマーについて, log (<I>D/T</I>) と1/〈<I>v</I><SUB>h</SUB>〉との間に良い相関関係があった. このことは, 拡散に対する自由体積モデルがゴム状態でと同様に<I>T</I><SUB>g</SUB>からあまり低くない温度のガラス状態に適用できることを示す. ガラス状態でも, 比較的サイズの小さな自由体積孔の生成と消滅が高分子鎖や側鎖の局所運動により容易に起こり, ペネトラントの拡散ジャンプがゴム状態でと同様に起こっていると考えられる.

Diffusion coefficients <I>D</I> for CO<SUB>2</SUB> and CH<SUB>4</SUB> as well as lifetime τ<SUB>3</SUB> and intensity <I>I</I><SUB>3</SUB> of ortho-positronium (<I>o</I>-Ps) were measured for five polymers at temperatures <I>T</I> from glass transition temperature <I>T</I><SUB>g</SUB> down to <I>T</I><SUB>g</SUB>-150 K. There was a fairly good correlation between τ<SUB>3</SUB> and log (<I>D/T</I>) in the temperature range above <I>T</I><SUB>g</SUB>-90 K. Assuming exponential distribution of the size of free volume holes in the glassy state, a mean size of the free volume holes (<I>v</I><SUB>h</SUB>) was evaluated from τ<SUB>3</SUB> by using a method previously applied for rubbery polymers. There was a good correlation between log (<I>D/T</I>) and 1/<<I>v</I><SUB>h</SUB>> for these glassy polymers and the previously investigated rubbery polymers, indicating that a free volume model for diffusion is applicable in the glassy state at temperatures not much below <I>T</I><SUB>g</SUB> as well as in the rubbery state. Even in the glassy state, generation, and dissipation of the free volume holes with smaller sizes might occur rapidly in concert with local motion of polymer chains and side groups. This rapid generation/dissipation process enables penetrants in glassy polymers to have frequent chances of diffusion jump, as is the case in the rubbery state.

収録刊行物

  • 高分子論文集

    高分子論文集 53(12), 834-841, 1996-12-25

    The Society of Polymer Science, Japan

参考文献:  29件中 1-29件 を表示

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10003285029
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00085011
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    03862186
  • NDL 記事登録ID
    4106524
  • NDL 雑誌分類
    ZP16(科学技術--化学・化学工業--高分子化学・高分子化学工業)
  • NDL 請求記号
    Z17-92
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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