制限された空間における高分子鎖ダイナミクスとガラス転移

有限空间中的聚合物链动力学和玻璃化转变

• 批准号: 09740332
• 负责人: 深尾 浩次
• 金额: $ 1.34万
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740332/
• 关键词: 高分子薄膜; ガラス転移; α過程; 誘電測定; 温度係数; 膨張係数; 誘電分散; 緩和時間; 誘電分数

ガラス転移を特徴づける空間スケールについての議論を行うために、本研究では薄膜状態を考え、薄膜内のアモルファス高分子が示すダイナミクス・ガラス転移を誘電測定を中心に調べた。それにより、薄膜状態という空間的な制約がガラス転移のダイナミクスにおよぼす効果が実験的に明らかになり、ガラス転移機構の本質の解明への足掛かりが得られたと考えられる。以下その研究実績の概要を示す。昨年度はスピンコート法で作成した高分子薄膜のガラス転移温度を電気容量の温度変化により調べ、この手法により、十分な精度で薄膜のガラス転移温度が測定できることを明らかにした。今年度はこの手法を用いて、種々の分子量のポリスチレンに対して、誘電損失の周波数依存性より、α緩和のダイナミクスの膜厚依存性について評価を行った。これにより、高分子薄膜の膜厚の低下とともに、バルク状態で390Kであったガラス転移温度が低下し、5nmでは340Kまで低下することが明らかとなった。また、誘電損失の周波数分散の測定により、ガラス転移温度の低下に伴って、α緩和の緩和時間の分布がブロードになることがあきらかとなった。それに対して、α緩和の緩和時間の絶対値は、ある臨界的な厚みまではほとんど膜厚の低下による変化は見られないが、臨界厚み以下では急激な緩和時間の低下がみられる。このように、緩和時間の絶対値、緩和時間の分布の膜厚依存性と、ガラス転移温度のそれとを比較してみると、薄膜でのガラス転移温度の低下は緩和時間の分布の広がりが主たる原因となっておこっていることがわかった。緩和時間の絶対値が低下をはじめる膜厚はα緩和のダイナミクスが本質的な変化をおこす厚みであると考えられ、このサイズがガラス転移の特徴的な空間スケールに対応していることが期待される。

In this study, we investigated the state of thin films and the properties of polymers in thin films. The state of thin film and the restriction of medium space are discussed in detail. A summary of the results of the study is presented below. In the past year, the polymer thin film was prepared by the method of temperature shift, temperature change of electric capacity, temperature adjustment and precision measurement. This year, the method of application, the molecular weight of species, the cycle number dependence of induced loss, the film thickness dependence of alpha relaxation are evaluated. The film thickness of the polymer film is low, and the temperature of the film is low at 390K, and the temperature of the film is low at 5nm. Measurement of the frequency dispersion of induced loss, the decrease of temperature and the distribution of relaxation time of α-relaxation For example, if the thickness of the film is below the critical thickness, the relaxation time of the film will be reduced. The main reason for this is the dependence of relaxation time distribution on film thickness, temperature shift, temperature drop of thin film, and relaxation time distribution. Relaxation time is low, film thickness is low, film thickness is

项目成果

K.Fukao,Y.Miyamoto: "Glass transitions and dynamics of thin polystyrene films" Proceeding of the 8th Tohwa university international symposium on 'Slow dynamics in complex systems'. in press. (1999)

K.Fukao，Y.Miyamoto：“聚苯乙烯薄膜的玻璃化转变和动力学”第八届东和大学国际研讨会“复杂系统中的慢速动力学”论文集。

K.Fukao, Y.Miyamoto: "Dielectric relaxation and X-ray scattering of poly(ethylene terephthalate)during crystallization process" Journal of Non-Crystalline Solids. (in press). (1998)

K.Fukao、Y.Miyamoto：“结晶过程中聚对苯二甲酸乙二醇酯的介电弛豫和 X 射线散射”非晶固体杂志。

K.Fukao,Y.Miyamoto: "Dielectric relaxation and X-ray scattering of poly(ethylene terephthalate)during crys-tallization process" Journal of Non-Crystalline Solids. 235-237. 534-538 (1998)

K.Fukao，Y.Miyamoto：“结晶过程中聚对苯二甲酸乙二醇酯的介电弛豫和 X 射线散射”非晶固体杂志。

Y.Tanaka,K.Fukao,Y.Miyamoto,K.Sekimoto: "Discontinuous crack fronts of three-dimensional fractures" Europhysics Letter. 43. 664-670 (1998)

Y.Tanaka、K.Fukao、Y.Miyamoto、K.Sekimoto：“三维断裂的不连续裂纹前沿”欧洲物理学快报。

Y.Funatsu, K.Fukao, Y.Miyamoto: "Elongational flow study of poly(styrene sulphonate)in dilute solution" Polymer. 38. 2857-2860 (1997)

Y.Funatsu、K.Fukao、Y.Miyamoto：“聚（苯乙烯磺酸盐）在稀溶液中的拉伸流动研究”聚合物。