非相溶性高分子ブレンドの超高圧混合

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常圧下で非相溶である高分子ブレンド(1)ポリスチレン/ポリメチルアクリレート、(2)ポリ2-クロロスチレン/ポリイソブチルメタクリレート、(3)ポリビニルフェニルケトン/ポリシクロヘキシルアクリレート、(4)ポリメチルメタクリレート/2,6-ジメチルポリフェニレンオキサイドブレンドに対して、0.6〜1.2GPaまで圧力範囲の高圧実験を行った。上に述べたブレンドはすべて成分高分子のガラス転移温度に大きな差を持つため、荷成分のガラス転移温度あるいはセグメント緩和の温度を追跡することにより、ブレンドの相溶性を評価することができる。上に述べたブレンドに対して、高圧下で構造凍結させた試料の示差走査熱量、誘電緩和、小角X線散乱測定を行った。すべてのブレンドにおいて、圧力を印加すると両相の高分子のガラス転移温度が近づく結果が得られた。この結果は高圧力によって非相溶高分子ブレンドが相溶化する方向に向かっていることを示す。(3)の試料においては、9000気圧、220℃の条件下で高圧実験を行った試料のガラス転移温度がほぼ一つなることが示された。取り出した試料の概観は完全に透明にはなっていないため、完全な相溶状態は作り出せていない可能性はあるが、高圧によりほぼ混合した試料を作り出すことに成功した。また、(2)の試料に対して、高圧実験前の試料と実験後の小角X線散乱を比較した結果、圧力によって常圧下で形成されていた相分離構造界面がぼやけていくことが示された。この結果もまた高圧混合の傾向を表したものであると考えられる。ただし、多くの実験において、高圧・高温という過酷な実験条件のために、ガラス転移温度の低い高分子が分解してしまうというこの実験特有の困難さに再三見舞われたことを付記する。上で示したように、本研究で非相溶高分子ブレンドによる高圧混合化現象が普遍的であることを様々な測定手段により示すことができた。