A Novel Design and Phase Ordering in Interpenetrating Polymer Networks by Alternative Irradiation Using Light with Two Different Wavelengths

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Polystyrene (PS) と Poly(methyl methacrylate)(PMMA) の 相互侵入高分子網目(full-IPNs)を紫外光と可視光の重合・架橋により別々にネットワークを構築した。PS のネットワークをPS鎖上にラベルした Anthracene の光二量化反応、また PMMAのネットワークがethylene dimethacrylate を架橋剤として可視光照射で光重合・架橋を行った。弱い光強度で重合・架橋する場合、混合物が核生成・成長の領域に突入し、droplet の分散モルフォロジー が得られ、また、強い光強度を照射する場合、混合系が不安定領域に入り、共連続構造が発現した。様々な光強度を用いるとPMMA-rich 相とPS-rich相の共連続構造が得られる条件下で、光強度と共連続構造の周期との相関関係を明らかにした。これらの共連続構造を有効に利用するため、光重合を行う前に多層カーボンナノチューブを混合系に導入した。光重合・架橋で形成した共連続構造にカーボンナノチューブが選択的にPS-rich 相に分散することを発見した。種々の照射条件下でPS-rich 相に MWCNTs を分散させ、IPNs 内にカーボンナノチューブのネットワークを構築できた。さらに、照射条件を変化させることにより、MWCNTs ネットワークの分布を制御できた。さらに、I-V (強度・電圧)の測定から、ネットワークの導電性をIPNs の共連続構造の分布の制御によって、向上することがわかった。これらの実験結果に基づき、空間的に空間的に均一な光照射から非一様な光照射へ展開している。その相分離機構のみならず、光照射でミクロン域に制限した相分離の利用により、高分子マトリックス中にMWCNTs の配線やミクロ回路の構築について、現在、実験的に検討している。