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

摘要

The crystal structure analysis of various polymer substances has been reviewed on the basis of wide-angle high-energy X-ray and neutron diffraction data. The progress in structural analytical techniques of polymer crystals have been reviewed at first. The structural models proposed so far were reinvestigated and new models have been proposed for various kinds of polymer crystals including polyethylene, poly{vinyl alcohol), poly (lactic acid) and its stereocomplex etc. The hydrogen atomic positions were also clarified by the quantitative analysis of wide-angle neutron diffraction data, from which the physical properties of polymer crystals have been evaluated theoretically. The bonded electron density distribution has been estimated for a polydiacetylene single crystal on the basis of the so-called X-N method or by the combination of structural information derived from X-ray and neutron diffraction data analysis. Some comments have been added about future developments in the field of structure-property relationship determination.%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.