複合高分子がつくる相分離界面の分子論的研究

复合聚合物相分离界面的分子理论研究

• 批准号: 12750805
• 负责人: 鳥飼 直也
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: The High Energy Accelerator Research Organization
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750805/
• 关键词: 二成分三元ブロック共重合体; 交互ラメラ構造; 薄膜; 相分離界面; 中性子反射率測定; 表面構造; 構造配向性; コンフォメーション; 非相溶ホモポリマー界面; 薄膜効果; ミクロ相分離界面; Capillary wave; 平均場理論

これまでポリ(スチレン-d_8)(D)とポリ(2-ビニルピリジン)(P)から成るPDP二成分三元ブロツク共重合体についてミクロ相分離界面の構造を中性子反射率(NR)測定により調べてきたが,中央Dブロック鎖の体積分率Φ_Dの違いによって,薄膜中で形成される交互ラメラ構造の膜表面に対する配向性が異なることが判ってきた.そこで,平成13年度は、PDP三元ブロック共重合体と構成成分は同じだが分子中のブロック鎖の配列が異なるDPD三元ブロック共重合体を合成し,それらが薄膜中で形成するミクロ相分離構造(交互ラメラ構造)をNR測定を用いて詳細に調べた.その結果,中央Pブロック鎖が"ループ"型のコンフォメーションを取り易いΦ_D=0.42のDPD三元ブロツク共重合体については、ラメラ構造が薄膜の膜表面に対し平行な方向に優先的に配向し,モデルフィッティングによる鏡面反射率プロファイルの解析から相分離界面の厚みは約3.2nmと見積もられ,同じ構成成分から成るDP二元,PDP三元ブロック共重合体と分子構造の違いに依らず同程度の界面厚みを有することが判った.一方,中央Pブロック鎖が"ブリッジ"型リッチのコンフォメーションを示すΦ_D=0.67のDPD三元ブロック共重合体については,得られた鏡面反射率プロファイルは単純な層構造を仮定したモデルでは良い解析結果が得られなかった.これはPDP三元ブロック共重合体の場合とは異なり,ラメラ構造の膜面に平行な方向の配向性が低いのではなく,寧ろ薄膜の表面に大きなisland(or hole)構造が形成されたためと考えている.現在,このような薄膜の厚みとラメラ構造の配向性,あるいは表面構造の形成との関係を明らかにするために,PDP, DPD三元ブロック共重合体について同じ試料で厚みが異なる薄膜を幾つも調製し,それらが示す複雑な相分離構造の解析を進めている.

The structure of phase separation interface in PDP binary ternary composite was measured by neutral reflectance (NR) measurement. The volume fraction of central D phase lock was measured by neutral reflectance (NR) measurement. The anisotropy of film surface was determined by the interaction structure formed in thin film. In 2013, the PDP ternary complex was synthesized with the same composition, and the phase separation structure (interactive structure) was formed in the thin film. As a result, the central P layer lock is "close" type, and the thickness of the phase separation interface is about 3.2 nm, and the composition of the DPD ternary complex is about 0.42. The structure of the DPD ternary complex is preferably aligned in the parallel direction of the film surface. The molecular structure of PDP ternary complexes depends on the interfacial thickness of the complexes. On the other hand, the central P-block lock is a "block" type structure. The analysis results show that Φ_D=0.67 and the DPD ternary block complex is a good one. In the case of PDP ternary complexes, the alignment of the parallel direction of the film surface of the structure is low, and the large island(or hole) structure on the surface of the thin film is formed. Now, while the alignment of the thickness and thickness of thin films and the relationship between the formation of surface structures are clearly understood, the thickness of thin films of the same sample can be varied in the ternary composite of PDP and DPD, which shows that the analysis of complex phase separation structures is advancing.

项目成果

N.Torikai,Y.Matsushita,S.Langridge,D.Bucknall, et al.: "Interfacial structures of block and graft copolymers with lamellar microphase-separated structures"Physica B. 283. 12-16 (2000)

N.Torikai、Y.Matsushita、S.Langridge、D.Bucknall 等：“具有层状微相分离结构的嵌段和接枝共聚物的界面结构”Physica B. 283. 12-16 (2000)

N.Torikai, et al.: "Instrumental design and performance of a new pulsed-neutron reflectometer (ARISA) at KENS for studying free surfaces"Appl. Phys. A. 74(in press). (2002)

N.Torikai 等人：“KENS 用于研究自由表面的新型脉冲中子反射计 (ARISA) 的仪器设计和性能”Appl。

N.Torikai, et al.: "Comparison between Interfacial Structures of a Block Copolymer and Two-Component Homopolymers by Neutron Reflectivity Measurement"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. Suppl.A344-Suppl.A346 (2001)

N.Torikai 等人：“通过中子反射率测量比较嵌段共聚物和双组分均聚物的界面结构”J。

N.Torikai,M.Seki,Y.Matsushita,M.Takeda,K.Soyama, et al.: "Comparison between Interfacial Structures of a Block Copolymer and Two-Component Homopolymers by Neutron Reflectivity Measurement"J.Phys.Soc.Jpn.. 70(in press). (2001)

N.Torikai、M.Seki、Y.Matsushita、M.Takeda、K.Soyama 等：“通过中子反射率测量比较嵌段共聚物和双组分均聚物的界面结构”J.Phys.Soc.Jpn