Nanoscale hierarchical structure at polymer adhesion interface

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本研究では，ガラスや金属などの無機固体と高分子との接着面における，官能基スケールの相互作用とナノスケールの吸着高分子鎖構造が，マクロスケールの接着強さにどのように紐づくかを階層的に理解し，高分子メルト接着剤やゴム状高分子の接着現象について学術的な基礎を確立することを目的として検討を進めた．具体的には，基板との相互作用の異なる2種類のモノマーから構成されるランダムコポリマー試料として，ポリビニルアルコール（PVA）およびこれを原料としてアセタール化率を制御したポリビニルブチラール（PVB),およびポリスチレン(PS)とポリ(2-ビニルピリジン)(P2VP)ランダムコポリマーを用いた．これらのコポリマーは，極性が低い成分と高い成分の２種類から構成されているため，この比率を変えることで，高分子と無機固体との相互作用を変化させることができると期待した．これらの高分子と，親水化処理した石英基板が接した界面における，吸着高分子鎖の構造を中性子反射率法により解析した．中性子反射率の解析から，基板との相互作用が弱い高分子では，緩く吸着したLoose鎖が，基板との相互作用が強い高分子では，強固に吸着したTight鎖が多く形成された構造を定量的に評価することができた．今後は，これらの吸着層構造解析の結果を，和周波発生分光に基づく界面分子振動スペクトルの解析により得られた界面分子配向状態および接着強さと比較することにより，官能基スケールの分子配向および相互作用がどのように吸着層構造に寄与し，ひいてはどのように接着強さに影響するかを明らかにする．