固体表面近傍における高分子鎖の運動性-蛍光プローブ法の経時的深さ方向分析への応用

• Project/Area Number: 09875240
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 高分子構造・物性(含繊維)
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 黒田 真一 群馬大学, 工学部, 助手 (60205250)
• Project Period (FY): 1997
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1997)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1997: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: ポリカーボネート / フェニルサリチレート / 接触角変化 / 親水性官能基 / 拡散 / ケイ光プローブ / 消光 / 深さ方向分析

Research Abstract

膜厚50μmのポリカーボネート(PC)フィルムを用いて、水銀灯を光源に用いた真空中における光照射によりフィルム表面近傍に親水性のフェニルサリチレート(PS)構造を生成させ、水の接触角およびケイ光挙動の経時変化を測定した。
PCは光照射により、光源側の表面が著しく親水化した。ことに後退角の変化が顕著であった。光照射により親水化したフィルムを室温で保存した際には接触角が増加(回復)したが、77Kで保存した場合には変化が認められなかった。このことから、PC表面上での水の接触角変化は、77Kで凍結するような親水性官能基(PS構造)の動的挙動と結びついていることが明らかになった。
一方、光照射されたPCのケイ光発光スペクトルにはPSに基づくピークが470nm付近に現れた。この発光を詳細に検討した結果、PSはPC中での濃度が高く(0.18mol/L以上)なるとPS自身および副生するジヒドロキシベンゾフェノン(DHBP)構造により消光することが判明した。この現象を利用して、光照射によってPC表面近傍(約4μm以内)に生成したPS構造が、室温における保存中に拡散し、PC中の濃度を低下せせる現象を観測することに成功した。以上の結果については、現在投稿準備中である。また、室温以外の保存温度における変化については、現在検討を続行中である。
次に、種々の濃度でPSおよびDHBPを分散させたPC薄膜をスピンコーティング法によって調製した後に積層し、ケイ光スペクトルを測定することにより、PSをケイ光プローブとする深さ方向分析のための検量線を作成することを試みた。しかし、PSのケイ光が消光される程度は主にPSの濃度に依存したため、単一波長の励起光によるケイ光測定では深さ方向の情報を正確に見積もることは困難であった。そこで現在、複数波長の励起光を用いることにより、PSの存在深さに関する知見を得る方法について検討を行っている。