ABCトリブロックコポリマーの2段階相転移による新規ナノパターンの創製

通过 ABC 三嵌段共聚物的两步相变创建新型纳米图案

• 批准号: 08246229
• 负责人: 長谷川 博一
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08246229/
• 关键词: ブロック共重合体; ABCトリブロックコポリマー; ミクロ相分離; ミクロドメイン構造; 2段階相転移; 両親媒性; 電子顕微鏡; 小角中性子散乱

本研究では、3種類の高分子鎖A、BおよびCからなるABCトリブロックコポリマーにおいて、1成分が他の2成分とミクロ相分離したのち、残りの2成分がさらにミクロ相分離するという2段階ミクロ相分離を利用して新しいパターンの創製を試みた。先ず、試料として親水性のpoly(2‐hydroxyethyl methacrylate)(H)、疎水性のpoly(tert‐butyl methacrylate)(T)およびpoly(2‐(perfluorobutyl)ethyl methacrylate)(F)の3成分からなるABCトリブロックコポリマー(分子量約2万、組成比H/T/F≡1/1/1)を用い、結合順の異なる3種類のトリブロックコポリマー、H‐T‐F、H‐F‐T、T‐H‐Fを、methanol/chloroformの重量比1/3および3/1の混合溶媒を用いてキャストして得たフィルムについて電子顕微鏡 (TEM) 観察を行った。その結果平衡構造ではすべての試料について3相4層ラメラが期待されるにも拘わらず、3/1混合溶媒からキャストしたH‐T‐FではH成分がhoney‐comb状のミクロドメインを形成した構造が得られた。その界面は通常のミクロドメイン構造に見られる平均曲率一定 (cmc) の曲面とは異なっており、先ずF成分がシリンダーミクロドメインを形成したのち、残りのT成分とH成分が相分離する2段階のミクロ相分離が起きたと考えられる。また、DPSアニオンと末端に塩素を導入したPVMEとのカップリング反応によりPVME‐DPSジブロックコポリマーの合成に成功し、これを小角中性子散乱法により確認した。このブロック共重合体も両親媒性であるため、これにPIを加えたABCトリブロックコポリマーは、温度変化に加え、湿度の変化によっても2段階目のミクロ相分離を制御できるため、今後の研究の発展が期待できる。

This study で は, 3 species の polymer locks A and B お よ び C か ら な る ABC ト リ ブ ロ ッ ク コ ポ リ マ ー に お い て, 1 component が he の 2 composition と ミ ク ロ phase separation し た の ち and residual り の 2 ingredients が さ ら に ミ ク ロ phase separation す る と い う 2-stage order ミ ク ロ phase separation を using し て new し い パ タ ー ン の created を try み た. First, ず, test samples と て て hydrophilic <s:1> poly(2-hydroxyethyl methacrylate)(H), 疎 hydrophilic <s:1> poly(tert-butyl methacrylate)(T)およびpoly(2 - (perfluorobutyl)ethyl Methacrylate) (F) の 3 ingredients か ら な る ABC ト リ ブ ロ ッ ク コ ポ リ マ ー (molecular weight of about 20000, composition ratio of H/T/F ≡ 1/1/1) を い, combined with suitable の different な る 3 kinds の ト リ ブ ロ ッ ク コ ポ リ マ ー ‐ ‐ T F, H, H, T H ‐ ‐ ‐ ‐ F T F を, methanol/chlo Roform の weight than 1/3 お よ び 3/1 の mixed solvent を with い て キ ャ ス ト し て have た フ ィ ル ム に つ い て electronic 顕 micro mirror line (TEM) 観 examine を っ た. そ の results balance structure で は す べ て の sample に つ い て 3 phase 4 layer ラ メ ラ が expect さ れ る に も detained わ ら ず, 3/1 mixed solvent か ら キ ャ ス ト し た H T ‐ ‐ F で は H component が honey ‐ comb shape の ミ ク ロ ド メ イ ン を form し た tectonic が have ら れ た. そ の interface は usually の ミ ク ロ ド メ イ ン tectonic に see ら れ る mean curvature must (CMC) の surface と は different な っ て お り, first ず F components が シ リ ン ダ ー ミ ク ロ ド メ イ ン を form し た の ち and residual り の T composition と H component が phase separation す る 2-stage order の ミ ク ロ phase separation が up き た と exam え ら れ る. ま た, DPS ア ニ オ ン と end に salt element を import し た PVME と の カ ッ プ リ ン グ anti 応 に よ り PVME ‐ DPS ジ ブ ロ ッ ク コ ポ リ マ ー の synthetic に し success, こ れ を temper in the small Angle scattered method に よ り confirm し た. こ の ブ ロ ッ ク weigh fit も struck close pollination で あ る た め, こ れ に PI を plus え た ABC ト リ ブ ロ ッ ク コ ポ リ マ ー は, temperature variations に え, humidity の variations change に よ っ て も 2 paragraph order の ミ ク ロ phase separation を suppression で き る た め, future study の の 発 exhibition が expect で き る.

项目成果

S.Okamoto: "Morphology of Model Three-Component Three-Arm Star-Shaped Copolymers" Polymer. in press.

S.Okamoto：“模型三组分三臂星形共聚物的形态”聚合物。

H.Hashimoto: "Synthesis and SANS Characterization of Poly (vinyl Methyl Ether)-block-Polystyrene" Macromolecules. in press.

H.Hashimoto：“聚（乙烯基甲基醚）-嵌段-聚苯乙烯”大分子的合成和 SANS 表征。

H.Takeno: "SANS Study of Anomalous Mixing Behaviors in Deuterated Polystyrene/Poly (vinylmethylether) Mixtures near Glass Transition Temperature." Macromolecules. 29. 2440‐2448 (1996)

H.Takeno：“玻璃化转变温度附近氘化聚苯乙烯/聚（乙烯基甲基醚）混合物中的异常混合行为的 SANS 研究。”29. 2440-2448 (1996)

H.Hasegawa: "Comprehensive Polymer Science, Second Supplement, S.L.Aggarwal and S.Russo, Eds." Pergamon, Oxford, 43 (1996)

H.Hasekawa：“综合高分子科学，第二增刊，S.L.Aggarwal 和 S.Russo，编辑。”

武野宏之: "ガラス転移温度近傍における高分子混合系の不均一性" 高分子論文集. 53. 846-851 (1996)

Hiroyuki Takeno：“玻璃化转变温度附近混合聚合物体系的异质性”Kobunshi Proceedings 5​​3. 846-851 (1996)。