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ミクロ・マクロ複合相転移による新規相分離構造の創製

通过微观-宏观复杂相变创建新的相分离结构

基本信息

批准号：
10750648
负责人：
竹中幹人
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、二種類の高分子AとBがそれらの片末端で共有結合により一本の分子鎖中に結び付けられているA-BジブロックコポリマーとA-Bの一成分と相溶性を持つ高分子Cの混合系におけるミクロ相分離とマクロ相分離による相分離構造の形成過程を明らかにすることを目的とし、初期条件としてミクロ相分離を起こさせてから、その後にマクロ相分離を起こさせた場合に注目し、その自己秩序化過程に関して検討を行った。用いた試料はスチレンイソプレン共重合体(S-I,数平均分子量Mn=176,000,スチレン重量分率=0.85)とポリビニルメチルエーテル(PVME,Mn=27,000)である。S-Iは単体でポリイソプレン部分が球状ミクロ相分離構造を形成し、かつその球状ドメインが体心立方格子を組む。PVMEはS-Iのポリスチレンに対して相溶性をもっている。そのため、S-IとPVMEを共通良溶媒であるトルエンに溶解し室温で溶媒を蒸発させることにより、ポリスチレンとPVMEが均一に相溶してイソプレンの球状ドメインがポリスチレンとPVMEのマトリックスに均一に分散した透明なフィルムを得ることに成功した。すなわち、この状態においてはミクロ相分離のみが起こっている状態である。このフィルムを昇温するとフィルムは白濁し、スチレンとPVMEの相溶性が悪くなることによりマクロ相分離が引き起こされることが分かった。このことより、S-I/PVME系においてミクロ相分離・マクロ相分離の順で相分離を起こさせることに成功した。この系を二相領域に温度ジャンプさせることにより、ミクロ相分離・マクロ相分離複合相転移における自己秩序化過程を時分割光散乱法・時分割小角X線散乱(SAXS)法を用いて調べた。その結果、S-I/PVME混合系の温度ジャンプによるマクロ相分離はスピノーダル分解によることがわかった。S-I/PVME混合系のスピノ-ダル分解は、S-Iが球状ミクロ相分離構造に拘束される効果およびBCC lattticeを組むことによるLong range orderの効果による相分離の遅延が起こっていることが明らかにされた。また、このマクロ相分離過程におけるミクロ相分離構造の時間変化は、マクロ相分離により、均一な系がS-Iリッチ相とPVMEリッチ相に相分離することにより、S-Iリッチ相においてS-I単体での安定な構造へと転移することを反映していることが分かった。

In this study, two kinds of polymers A and B are combined at the end of the sheet, and the structure of the polymer C is formed under the initial condition of phase separation. After the separation of the phase, the situation is focused on, and the process of self-order is discussed. The sample was mixed with a complex (S-I, number average molecular weight Mn=176,000, weight fraction of S-I =0.85) and a complex (PVME,Mn=27,000). S-I is composed of a spherical phase separation structure and a body-centered cubic lattice. PVME is the first to change the solubility of S-I. PVME and S-I were dissolved in a common solvent at room temperature, and the solvent was evaporated. PVME and S-I were dissolved in a homogeneous solvent at room temperature. PVME and S-I were dissolved in a homogeneous solvent at room temperature. The state of separation of phases is the state of separation of phases. PVME is soluble in water and is separated from water. The S-I/PVME system was successfully separated from the phase separation system. This system is composed of two phases: temperature field, phase separation, phase separation, compound phase shift, self-ordering process, time-division light scattering method, time-division small-angle X-ray scattering (SAXS) method. As a result, the temperature of the S-I/PVME mixed system is reduced. S-I/PVME hybrid system is composed of spherical phase separation structure, BCC lattice structure, Long range order structure, phase separation structure and delay structure. The time variation of the phase separation structure in the S-I phase separation process and the phase separation process in the PVME phase separation process are reflected in the time variation of the stable structure in the S-I phase separation process.