有機分子結晶の相転移を観察する手法として，フーリエ変換型温度波熱分析法を提案する。本法は，温度波の高次高調波の解析を行うことで，熱拡散率を温度と周波数の関数として同時に測定可能とした。本研究では，結晶性高分子等のモデル物質として広く研究されてきたn-アルカンをはじめとし，1-直鎖アルコール，1-直鎖脂肪酸およびそのエステルについて，相転移を含む広い温度範囲において熱拡散率を測定し，相転移に伴う変化の様子を観察した。いずれも相転移温度域において，熱拡散率は急激に低下し，熱拡散率の温度依存性および熱拡散率変化から決定した固相－固相転移温度にはn-アルカンの炭素数偶奇効果があった。固相－固相転移が明確なn-アルカンや一部の1-直鎖アルコールについてのみ融解直前には，熱拡散率に周波数依存性が現れることを見出した。さらに，末端極性基の固相・液相での熱拡散率に対する影響や，炭素数との関係について考察を行った。
Fourier transform temperature wave analysis (FT-TWA) is proposed as a method to observe the phase transition of organic molecular crystals. By analyzing the harmonics of temperature wave, it enables a simultaneous measurement of thermal diffusivity as a function of frequency and temperature. This technique was applied to a temperature range including the solid-solid or the solid-liquid phase transition of n-alkane, 1-alkanol, 1-alkanoic acid and its esters. Thermal diffusivity of n-alkanes showed a rapid fall-off on each phase transition and the odd-even effect of carbon number was observed. The frequency dependence of thermal diffusivity just below the melting temperature was observed only for n-alkanes and 1-alkanol, which showed a clear solid-solid phase transition with a conventional method. The effect of terminal group on thermal diffusivity was also examined.
Publication Date: 2003-06-30