Aggregation Structure of Hyper-branched Block Copolymers in Solution

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分子形態を明確化するためのシミュレーションを行う際、全原子モデルでは用いるソフトの能力を超えてしまう。そこで着目点を変更し、単純化したモデルによって多分岐高分子の形成過程をシミュレーションするソフトを開発することで、統計的な構造分布の解析を行った。このシミュレーションは、分岐度や分子量を変えた多分岐高分子の分散度や重合速度を良く再現した。加えて、個々の多分岐高分子についても分子量と分岐数に関する統計的な傾向を解析することで、設計通りの構造に近い生成物が得られている事が示された。また、フェニル基を有する分岐剤を新たに合成し、それを用いた多分岐高分子について、フェニル基を分岐点のプローブとしたNMR解析を行ったところ、設計通りに分岐点の導入されていることが示唆された。さらに、分岐構造を変えた種々の試料について動的粘弾性測定を行い、分岐構造に由来する粘度の系統的な低下が確認された。このように、異なる方法で分子形態に関する情報を得ることが出来た。合成法についても、効率化を検討した。均一系では重合後期に系の粘度が増大するため、ブロック共重合の際には試料を再溶解する必要がある。そこで、系の粘度が低く保たれるエマルジョン重合を多分岐高分子に適用することで、本研究で用いるブロック共重合体の効率的合成を可能とした。基板表面の凝集状態に関しては、多分岐高分子溶液を微小ギャップ間に配置した表面力測定により解析した。対向する基板が近接すると、分子レベルの接触で応力が急上昇する距離がある（ハードウォール距離）。この距離は溶液に直鎖高分子を溶解することで大きくなるが、多分岐高分子を溶解した場合にはその二倍程度に大きくなるという結果が得られた。この結果は、多分岐高分子が「境界接触」と呼ばれる状態での摩擦低減に、非常に有効であることを示す。