特殊環境場でのポリマーブレンドの新規モルホロジー制御-対流による自己組織化

特殊环境领域聚合物共混物的新型形貌控制——对流自组装

基本信息

批准号：
09750993
负责人：
櫻井伸一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
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

项目摘要

本研究では、ポリマーブレンドの相分離過程に与える温度勾配の効果に注目し、その作用機構の基礎的解明を目的とした。具体的には、ポリスチレン/ポリブタジエンブレンドの希薄溶液(溶媒:フタル酸オクチル、ポリマー濃度4%程度)に温度勾配を付与して、相分離過程の観察を行った。前年度は、組成50/50(重量比)のブレンド試料を用いて、温度勾配下での相分離過程において従来の相分離過程には見られなかった特徴を多々明らかにし、さらに温度勾配の付与する度合を種々変化させて、温度勾配によって濃度度勾配が誘発される現象(Soret効果)が、対流パターン形成に支配的である可能性が示唆された。本年度はこれらの結果を踏まえて、温度差の拡張、温度差と相分離温度との相対関係の変化等の操作を行うことで、本系の非線形性の特徴を明らかにすることができた。1) 温度差の拡張前年度は温度差はすべて10℃で行ったが、今年度はこれを最大30℃まで拡張して実験することができた。その結果、対流パターン自体は類似であったが対流セルの時間発展様式は顕著に影響を受け、温度差の重要性を示すことができた。2) 温度勾配によって濃度勾配が誘発される現象(Soret効果)の実験による検証ポリスチレン/フタル酸ジオクチル溶液では、温度勾配によって濃度勾配が誘発され、低温側にポリスチレンが濃縮されることが、NMRによる定量的濃度分析によって確認された。一方、ポリブタジエン/フタル酸ジオクチル溶液については、Soret効果は確認されなかった。3) 温度差と相分離温度との相対的関係の変化上述の実験では、相分離温度と対称的に温度差を付与していた(例えば相分離温度55℃の試料に上板50℃、下板60℃に設定した)が、ここでは温度差と相分離温度との相対関係を種々変化させて特殊環境場のモルホロジー制御のバリエーションをつけることを試みた。具体的には、非対称的な温度差の設定や上下温度両方とも相溶するように温度設定を行った。前者の場合、対流パターンが全くことなる様相を呈し、この操作は本質的に重要な因子を含んでいることが示唆された。一方、後者の場合は、前述のSoret効果によって相分離が誘発された後、それがきっかけとなりさらに対流へと発展した。観察されたパターン自体はこれまでの様相と大きく異なることはなかった。

这项研究的重点是温度梯度对聚合物混合的相分离过程的影响，并旨在从根本上阐明作用机理。具体而言，将温度梯度应用于聚苯乙烯/多丁二烯混合物的稀释溶液（溶剂：邻苯二甲酸甲酯，聚合物浓度约4％），以观察相分离过程。在上一年中，使用具有50/50（重量比）组成的混合样品来揭示在温度梯度下相分离过程中常规相分离过程中未观察到的许多特征，并且建议通过温度梯度诱导浓度梯度的现象（SORET效应）在对流模式形成中可能占主导地位。基于今年的这些结果，我们能够通过扩大温度差并改变温度差与相分离温度之间的相对关系来阐明该系统的非线性特征。 1）温度差的膨胀所有温度差异在上一年在10°C下进行，但是今年，我们能够将其扩展至30°C和实验。结果，尽管对流模式本身相似，但对流单元的时间演化模式受到了显着影响，表明温度差异的重要性。 2）验证通过温度梯度（SORET的效应）在聚苯乙烯/二链酯邻苯二甲酸酯溶液中诱导浓度梯度的实验，通过温度梯度诱导浓度梯度，并且聚苯乙烯浓缩在低温侧，通过NMR证实了定量浓度分析。另一方面，对于多丁二烯/二链酰邻苯二甲酸酯溶液，没有确认soret效应。 3）在上述实验中，温度差异与相分离温度之间的相对关系变化，温度差异与相位分离温度对称（例如，相位分离温度为55°C的样本在顶板上和60°C的样品设置为50°C），但是在这里我们试图在温度差异的情况下在各种方面之间的相对差异与各种环境之间的相对关系来创建各种环境，并在各种方面发生了分离的温度，以形成各种信息学。具体而言，温度设置为不对称的温度差，并使上下温度兼容。在前一种情况下，对流模式似乎完全不同，这表明这种操作包含本质上重要的因素。另一方面，在后一种情况下，相位分离是由上述soret效应诱导的，从而导致对流进一步发展。观察到的模式本身与以前的模式没有显着差异。