強偏斥系結晶性－結晶性ブロック共重合体の時空間階層構造制御

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本研究は、強偏斥系結晶性ブロック共重合体の階層構造形成過程の解明および階層構造制御、結晶化制御を目的とし、原子移動ラジカル重合により精密合成したポリ(エチレングリコール)-b-ポリ(パーフルオロオクチルエチルアクリレート)ジブロック共重合体 (PEG-b-PFA-C8) をモデル材料として用いて研究した。本年度は、PEG-b-PFA-C8の結晶化制御を目的として、溶融状態からの降温過程の違いが結晶化に及ぼす影響を明らかにした。降温過程は①両成分鎖の溶融状態である373 KからPEGブロックの結晶化温度(312 K)まで急冷して等温結晶化した場合と②373 KからPFA-C8ブロックの結晶化温度(335 K)まで急冷して等温保持後、PEGブロックの結晶化温度(312 K)まで急冷して等温保持した場合の2種類を選択した。降温過程①は降温過程②に比べてPFA-C8ブロックが瞬時に結晶化したため、結晶秩序性が低く、誘電緩和測定よりPFA-C8ブロックのセグメント運動の緩和時間が短いことを見出した。従って、降温過程①は降温過程②に比べてPFA-C8ブロックの分子運動性が高いことが明らかとなった。PEGブロックの結晶化温度での等温結晶化挙動をDSC測定より調べたところ、降温過程①は降温過程②に比べてPEGブロックの融点および結晶化度が高いことを見出した。PEGブロックの結晶化温度での等温保持過程の構造変化をSAXS/WAXD測定より調べたところ、降温過程①は降温過程②に比べて結晶化に伴う相の厚み変化が大きいことを見出した。これは降温過程①の方が先に結晶化したPFA-C8相の分子運動性が高く、分子運動性の高いPFA-C8相内でPEGブロックが結晶化したため、結晶化に伴う相の厚み変化が大きくなり、PEGブロックの融点および結晶化度が高い値を示したと推察される。