強相関イオン性エラストマー材料の創製とリサイクル

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イオン点間分子量が約2400で、ジメチルアンモニウム基を繰り返し単位に1個有するポリ(オキシテトラメチレン)アイオネンエラストマー(POI)を、対アニオンを変えてクロロホルム溶液より製膜して構造と物性を比較したところ、対アニオンが臭素アニオンの方が塩素アニオンの場合より、形成されるnmオーダーのイオンドメインの大きさとドメイン間距離は小さいことが判った。その結果、引張物性において前者の方がポリ(オキシテチオラメチレン)(POTM)の伸長結晶化が進行して高強度エラストマーとなることが判った。また、イオン点間分子量が3000〜3500で、オーバーオールの分子量か異なるビオローゲン型POTMアイオネンエラストマー(PTV)に関して、オーバーオールの分子量が大きいPTVの方が高伸長時における応力が高く、高性能エラストマーとなることが判った。延伸下における高次構造とセグメントの配向性を小角X線散乱測定と赤外吸収スペクトル測定、赤外二色比測定により追跡した結果、優れた力学的性質はその高分子量性により引張応力が系全体に伝わり易くなって小さい応力でイオンセグメントドメインの変形が起こったこと、そしてその変形が延伸と伴に進行してPOTMセグメントの伸長結晶化を促進させ、生じたPOTM結晶相がマトリックス中で架橋点の役割を果たし、急激な応力上昇に至ったことに起因することが判った。さらに、PTVのイオン点間分子量およびオーバーオールの分子量、対アニオンの種類を変えてそれぞれのキャスト溶媒への溶解性を調べた結果、本研究で行なった範囲ではイオンセグメントの凝集性の低い対アニオンを有するPTVほど、また、オーバーオールの分子量が大きいPTVほど溶解性に富むことが判った。つまり、環境適合性が高くて高性能なアイオネンエラストマーの材料設計には、PTVのオーバーオールの分子量を大きくすることが重要であることを示す結果が得られた。