非平衡状態下における高分子アロイの自己秩序化構造の制御

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昭和63年度は、非晶/非晶の単純な高分子アロイについて、相転移の熱力学、秩序化過程の動力学に及ぼす分子パラメータ、特に分子量の効果を調査することにより、高分子系に特徴的な性質を明らかにする研究を行った。先ず融液状態にある臨界および非臨界組成の高分子混合物の、スピノーダル分解(SD)初期および後期過程における秩序化過程のダイナミックスを研究した。臨界組成近傍の混合物について、SD初期過程については線形化理論に基づく定性的解析を行い、SD後期過程についてはスケーリング解析を行った。この結果低分子混合系と同様に、(1)普遍的スケーリング関数が得られること、(2)換算波数Q_m〓q_m(t)/q_m(O)、換算散乱強度I_m(γ)と換算時間γ=1/1との間にマスターカーブが得られることが判明し、本高分子混合系も低分子混合系と同一の普遍性に従うことが判った。固-液相転移(結晶化)が存在する混合系では、二種の相転移を利用した新規な非平衡構造の制御に関する研究を行い、有意義な成果を得た。非臨界組成混合物については、SD後期過程において「ダイナミック パーコレーション-クラスター転移」および生成したクラスターの拡散停止の結果、秩序構造成長の停止が起こることを発見した。またスケーリング関数は、二次の極大を示し、これらの現象は低分子では見られない新規な現象と考えられ、高分子アロイの秩序構造制御にはきわめて重要である。また押出し成型過程等を経て成型される工業製品の構造制御についての問題の解決を図るため、外部力学場(一軸圧縮)での非平衡構造の研究を行い、本来非相溶な高分子混合系の、機械的混合均一化の機構を提唱した。