一軸配向ポーラス高分子超薄膜の空孔内壁面での自在官能基変換

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本研究の全体構想は、一軸配向型ナノポーラス高分子薄膜の作成とその空孔内部への規則的な官能基配列と機能性分子修飾を行い、デバイスや様々な分子の分離膜へと展開することである。本申請課題は、デバイスや分離材料への展開を目的として、空孔内壁面に規則的に配列している高い反応性を有する官能基をポーラス材料を作製と、発生した官能基を利用した空孔内壁面の変換反応による機能性高分子薄膜への展開を目指す。その課題達成のための空孔内壁面に規則的に配列したスルホン酸やチオール残基を有するポーラス高分子薄膜を作製し、イオン結合や共有結合による空孔内壁面の極性変換や機能性分子の集積化されたポーラス高分子薄膜の作製を目的とする。昨年度、PEOスルホン酸エステル型の液晶性ブロック共重合体からの熱解裂空孔化において、イオン性分子であるスルホン酸を発生する過程で、PEOの熱による解重合による機構が示唆された。この熱解裂と熱分解反応は、この系に限らずすべてのPEOをシリンダー成分とする高分子に適用できる機構になり得る。本年度は、様々な分子量のPEO-液晶高分子とマクロ開始剤を合成し、PEOの熱分解の分子量依存性・分解成分の同定などを行った。その結果、PEOの分子量5000の高分子では10%の熱分解は起こることがTG/DTAより確認された。PEOの分子量を12000にするとその分解挙動は、減少した。薄膜をNaCl水溶液で洗浄し、分解したPEOを除去した後、イオン性の異なる色素による表面残基の定量を行った。その結果、計算から見積もられる最大スルホン酸残基の数の50%が表面に存在することが明らかにした。