Analysis of interfacial structure of polyacrylate and other substances

ポリメタクリル酸メチル(Poly(methyl methacrylate): PMMA)のシリカナノ粒子界面における構造および界面物性への溶媒の影響について調査した。まず第一に、PMMAのシリカナノ粒子界面領域における性質や構造を明らかにすることを試みた。多量のシリカナノ粒子を添加したPMMA/シリカナノ粒子混合試料は薄膜試料を用いた従来法と比較し試料中における界面領域の体積割合が非常に大きいため、界面物性をより顕著に検出することができる。PMMA/シリカナノ粒子混合試料はPMMA単体よりも高い温度でガラス転移温度(Tg)を示した。このことは、シリカナノ粒子添加によりコンポジット中のPMMA鎖の分子運動性が制限されたことを意味している。また、この分子運動性の変化は側鎖のカルボニル基とシリカナノ粒子表面のシラノール基の物理的相互作用によるものであり、これによりPMMAの主鎖間距離が狭く、分子運動しにくい領域を形成している。PMMAはα位にメチル基が存在している構造であるため主鎖の回転運動が困難であり、相互作用により分子運動が部分的に束縛された高分子鎖が多数発生した結果、混合試料のTgが上昇したと考えられる。次に、PMMAおよび界面構造に対する溶媒の影響について調査した。PMMAは溶媒との相互作用により分子内相互作用が弱くなり、分子運動性が高い状態になる。溶媒を含んだPMMAから残留溶媒をTg以上の温度で取り除いた場合、溶媒を含まないPMMAのTgに近い値を示したが、室温で取り除いた場合はTgが大幅に低下した。室温でPMMAを乾燥させると、PMMAのTgは残留溶媒量の減少に伴い直線的に増加し、溶媒乾燥過程でTgが室温を越えると緩和が十分に進行することができない。その結果、室温で溶媒を除去するとPMMAと溶媒との相互作用による高運動性状態を反映した構造を取ると考えられる。

ポリメタクリル酸メチル(Poly(methyl methacrylate): PMMA)のシリカナノ粒子界面における構造および界面物性への溶媒の影響について調査した。まず第一に、PMMAのシリカナノ粒子界面領域における性質や構造を明らかにすることを試みた。多量のシリカナノ粒子を添加したPMMA/シリカナノ粒子混合試料は薄膜試料を用いた従来法と比較し試料中における界面領域の体積割合が非常に大きいため、界面物性をより顕著に検出することができる。PMMA/シリカナノ粒子混合試料はPMMA単体よりも高い温度でガラス転移温度(Tg)を示した。このことは、シリカナノ粒子添加によりコンポジット中のPMMA鎖の分子運動性が制限されたことを意味している。また、この分子運動性の変化は側鎖のカルボニル基とシリカナノ粒子表面のシラノール基の物理的相互作用によるものであり、これによりPMMAの主鎖間距離が狭く、分子運動しにくい領域を形成している。PMMAはα位にメチル基が存在している構造であるため主鎖の回転運動が困難であり、相互作用により分子運動が部分的に束縛された高分子鎖が多数発生した結果、混合試料のTgが上昇したと考えられる。次に、PMMAおよび界面構造に対する溶媒の影響について調査した。PMMAは溶媒との相互作用により分子内相互作用が弱くなり、分子運動性が高い状態になる。溶媒を含んだPMMAから残留溶媒をTg以上の温度で取り除いた場合、溶媒を含まないPMMAのTgに近い値を示したが、室温で取り除いた場合はTgが大幅に低下した。室温でPMMAを乾燥させると、PMMAのTgは残留溶媒量の減少に伴い直線的に増加し、溶媒乾燥過程でTgが室温を越えると緩和が十分に進行することができない。その結果、室温で溶媒を除去するとPMMAと溶媒との相互作用による高運動性状態を反映した構造を取ると考えられる。