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論文

広角X線回折および広角中性子回折に基づく高分子結晶構造の精密解析

田代 孝二*; 塙坂 真*; 山元 博子*; Wasanasuk, K.*; Jayaratri, P.*; 吉澤 功徳*; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 日下 勝弘*; 細谷 孝明*; et al.

高分子論文集, 71(11), p.508 - 526, 2014/11

https://doi.org/10.1295/koron.71.508
 被引用回数：6 パーセンタイル：22.37(Polymer Science)

高分子結晶構造の詳細を、水素原子位置まで含めて明らかにすることを目的とし、高エネルギーX線および中性子回折データの収集ならびにそれらの解析結果を、さまざまの結晶性高分子を例として総合的に記述した。まず、最近にまで至る高分子構造解析手法の発展について概要を述べるとともに、それらの各段階における問題点について考察した。斜方晶型ポリエチレン、アタクティックポリビニルアルコール、ポリ乳酸およびそのステレオコンプレックスなど、いろいろの意味で重要な高分子について、これまでに提案されてきた構造を再吟味するとともに、新たに提案した構造について記述した。水素原子位置についても精確に決定された場合は、それらの構造情報に基づく極限力学物性の定量的予測を行った。さらにはポリジアセチレンの場合について、X線および中性子構造解析によって得られた精密な電子密度分布および原子位置座標の情報にいわゆるX-N法を適用し、主鎖骨格に沿った結合電子密度分布についての導出についても言及した。構造物性相関解明における高分子結晶構造解析の今後の展開についても言及した。

論文

Crystal structure analysis of poly(L-lactic acid) $$alpha$$ form on the basis of the 2-dimensional wide-angle synchrotron X-ray and neutron diffraction measurements

Wasanasuk, K.*; 田代 孝二*; 塙坂 真*; 大原 高志*; 栗原 和男; 黒木 良太; 玉田 太郎; 尾関 智二*; 金元 哲夫*

Macromolecules, 44(16), p.6441 - 6452, 2011/07

https://doi.org/10.1021/ma2006624
 被引用回数：186 パーセンタイル：98.62(Polymer Science)

ポリL乳酸$$alpha$$型の結晶構造を、超延伸試料 を用いて、2次元広角X線(WAXD)及び中性子(WAND)回折によって詳しく解析した。WAXDデータは、SPring-8において波長0.328${AA}$の高エネルギーX線ビームを用いて、WANDデータはJRR-3に設置されたBIX3において波長1.510${AA}$の中性子ビームを用いて収集された。結晶構造の初期モデルは-150$$^{circ}$$Cで観測された約700のX線反射を用いて、空間群を${it P}$2$$_{1}$$2$$_{1}$$2$$_{1}$$と仮定した直接法によって決定された。直接法によって得られた結晶構造モデルは、${it R}$値が-150$$^{circ}$$Cで18.2%、25$$^{circ}$$Cで23.2%となるまで精密化された。得られた分子鎖のコンフォメーションは、鎖軸に沿った2$$_{1}$$のらせん対称を有する歪んだ(10/3)らせん型をとっていた。しかしながら、幾つかの禁制反射が00l反射において検出され、分子鎖に沿った2$$_{1}$$のらせん対称を消去することが必要であった。そこで、空間群を${it P}$2$$_{1}$$と仮定することにより構造精密化を進めた結果、最終的に得られた${it R}$値は-150$$^{circ}$$Cで19.3%、25$$^{circ}$$Cで19.4%であった。2$$_{1}$$のらせん対称の構造偏差はわずかで、すべての層線において精密化されたモデルは観測された反射プロファイルをよく再現することがわかった。得られたX線結晶構造を用いた中性子(WAND)解析を実施した結果、観測された92の反射において${it R}$値は25$$^{circ}$$Cで23.0%であり、層線プロファイルの実測値と計算値はよく一致した。

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