高分子膜表面で発現される特異な分子鎖拡散挙動

聚合物膜表面表现出独特的分子链扩散行为

• 批准号: 01J10276
• 负责人: 川口 大輔
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J10276/
• 关键词: 高分子; 表面; 拡散; ガラス転移; ポリスチレン

(ポリスチレン(hPS)/重水素化ポリスチレン(dPS))二層膜界面における深さ方向の拡散挙動を二次イオン質量分析(DSIMS)測定および中性子反射率(NR)測定に基づき評価し、特異な分子鎖熱運動性を有する表面層の厚みを解明した。数平均分子量(M_n)がともに29000のhPSおよびdPSの膜をスピンコーティング法により調製し、二枚の膜を貼り合わせることで(hPS/dPS)二層膜を調製した。その後、表面のガラス転移温度(T_g^s)以上かつバルクのガラス転移温度(T_g^b)以下の種々の温度で熱処理を施し、その際の界面厚変化をDSIMS測定に基づき評価した。T_g^b以下の温度であるにも関わらず、界面厚は熱処理時間とともに増加し、一定値に到達した。この結果は、貼り合わせた界面の分子運動がバルクのそれと比較して活性化していることを示している。また、増加した界面の厚みから貼り合わせた表面における分子鎖熱運動性の活性化した深さを求め、365KではPS膜表面の約5nmの深さ範囲で分子鎖熱運動性が活性化していることを明らかにした。さらに、分子鎖熱運動性の活性化した深さ範囲の温度依存性から、分子鎖熱運動性が膜表面から内部に向かって徐々に低下していくことを明らかにした。また、365Kの一定温度下において、M_n<110000では、表面層の厚みはM_nに依存せず約5nmの一定値で、M_n>110000ではM_nの増加とともに減少した。このことから、分子鎖熱運動性の活性化した深さ範囲は、分子鎖の拡がりとは無関係であることを明らかにした。(以上の結果を、Macromoleculesをはじめとする雑誌に発表済みまたは発表予定である。)現在は、膜表面層における面内方向の拡散挙動について検討を進めている。

(ポ リ ス チ レ ン (hPS)/heavy water element ポ リ ス チ レ ン (dPS) layer membrane interface に お け る deep さ direction の company, scattered 挙 dynamic を secondary イ オ ン quality analysis (DSIMS) お よ び temper reflectance (NR) in the determination of に base づ き review 価 し, specific molecular lock な thermal motility を す る の surface layer is thick み を interpret し た. Number average molecular weight (M_n) が と も に 29000 の hPS お よ び dPS の membrane を ス ピ ン コ ー テ ィ ン グ method に よ り し modulation, two pieces of の membrane を stick り わ せ る こ と で を modulation (hPS/dPS) layer membrane し た. , surface after そ の の ガ ラ ス planning move temperature (T_g) ^ s above か つ バ ル ク の ガ ラ ス planning move temperature (T_g ^ b) the following の kind 々 の temperature で 処 Richard を し, そ の interstate の interface thickness variations change を DSIMS determination に base づ き review 価 し た. Below T_g^b, the <s:1> temperature であるに <s:1> threshold わらず, the interface thickness, the thermal treatment time とと に に increases by <s:1> and reaches a certain value に to た た. は こ の results, stick り わ せ た interface の molecular motion が バ ル ク の そ れ と compare し て activeness し て い る こ と を shown し て い る. ま た, rights and し た interface の thick み か ら stick り close わ せ た surface に お け る molecular lock heat motility の activeness し た deep さ を め, 365 k で は PS membrane surface の about 5 nm の deep さ van 囲 で molecular lock heat motility が activeness し て い る こ と を Ming ら か に し た. さ ら に thermal motility の activeness, molecular lock し た deep さ van 囲 の temperature dependency か ら thermal motility が membrane surface, molecular lock か ら internal に to か っ て xu 々 に low し て い く こ と を Ming ら か に し た. ま た, 365 k の under a certain temperature に お い て, M_n < 110000 で は, surface layer thick の み は M_n に dependent せ ず about 5 nm の certain numerical で, M_n > 110000 で は M_n の raised plus と と も に reduce し た. こ の こ と か ら thermal motility の activeness, molecular lock し た deep さ van 囲 は, molecular lock の company が り と は no masato is で あ る こ と を Ming ら か に し た. (The above <s:1> results を and Macromoleculesを を じめとする雑 じめとする雑 に are expected to に show that みまた are expected to である.) Now the における and the surface layer of the membrane are in the における in-plane direction, the 拡 is scattered 挙, and the に て検 て検 て検 are を into めて る る る.

项目成果

Daisuke Kawaguchi: "Surface Mobility in Monodisperse Polystyrene Films"Macromolecular Symposia. (In press). (2003)

川口大辅：“单分散聚苯乙烯薄膜的表面迁移率”高分子研讨会。

Daisuke Kawaguchi: "Analysis of Surface Composition of Isotopic Polymer Blend Based on Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectroscopy"Applied Surface Science. 203-204. 538-540 (2003)

川口大辅：“基于飞行时间二次离子质谱分析同位素聚合物共混物的表面组成”应用表面科学。

Daisuke Kawaguchi: "Mobility Gradient in Surface Region of Monodisperse Polystyrene Films"Macromolecules. 36. 1235-1240 (2003)

川口大辅：“单分散聚苯乙烯薄膜表面区域的迁移率梯度”大分子。

Daisuke Kawaguchi: "Polymer Chain Diffusion at a Temperature below Its Bulk Glass Transition Temperature"Chinese Journal of Polymer Science. 21(in press). (2003)

川口大辅：“低于本体玻璃化转变温度的聚合物链扩散”中国高分子科学学报。