Functionalization of nano-scale co-continuous structures formed in crystalline block copolymers

• Project/Area Number: 26410228
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Polymer/Textile materials
• Research Institution: Kanagawa University
• Principal Investigator: Ikehara Takayuki 神奈川大学, 工学部, 教授 (90242015)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片岡 利介 神奈川大学, 工学部, 助教 (20514425)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2014: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 高分子 / 結晶化 / ラメラ構造 / ブロックコポリマー / 球晶 / プロトン伝導 / プロトン交換膜 / 多孔質材料 / 小角X線散乱 / 電子顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 偏光顕微鏡

Outline of Final Research Achievements

Novel proton exchange membranes and nanoporous materials were developed utilizing the co-continuous structures spontaneously formed in the crystallization process of crystalline polymers. (i) The proton exchange membranes having high proton conductivity and impeded methanol permeability were obtained by crystallizing the crystalline component at a high temperature and by sulfonating the amorphous component containing a small amount of an amorphous additive. (ii) The nanoporous structures were formed by crystallizing polyamides in polyamide-polyester block copolymers followed by degrading the polyester. The copolymers after the removal of the polyesters showed gas adsorption capability, which depended on the chemical structures of polyamides.

Research Products

• [Journal Article] Diverse Morphological formations and lamellar dimensions of poly(ε-caprolactone) crystals in the monolayers grafted onto solid substrates (2017)
  • Author(s): Takayuki Ikehara, Toshiyuki Kataoka
  • Journal Title: Polymer Volume: 112 Pages: 53-60
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2017.01.071
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Crystalline layered morphology in the phase-separated blend of poly(butylene succinate) and poly(ethylene succinate) (2015)
  • Author(s): Toshiyuki Kataoka, Toshitaka Abe, Takayuki Ikehara
  • Journal Title: Polymer Journal Volume: 47 Issue: 9 Pages: 645-648
  • DOI: 10.1038/pj.2015.46
  • NAID: 40020583096
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Analysis of the degree of crystallinity in interpenetrating spherulites of poly(ethylene succinate) and poly(ethylene oxide) blends using pulsed NMR (2015)
  • Author(s): T. Ikehara, D. Ito, T. Kataoka
  • Journal Title: Polymer Journal Volume: 47 Issue: 5 Pages: 379-384
  • DOI: 10.1038/pj.2015.1
  • NAID: 40020439197
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effects of melt annealing on the miscibility and crystallization of poly(butylene succinate)/poly(ethylene succinate) blends (2014)
  • Author(s): T. Kataoka, K. Hiramoto, H. Kurihara, T. Ikehara
  • Journal Title: Polymer Journal Volume: 46 Issue: 7 Pages: 405-411
  • DOI: 10.1038/pj.2014.11
  • NAID: 40020109518
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 結晶性高分子からなる薄膜の成膜とプロトン伝導度 (2016)
  • Author(s): 矢口翔剛，片岡利介，池原飛之
  • Organizer: 第65回高分子討論会
  • Place of Presentation: 神奈川大学横浜キャンパス（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] 固体表面にグラフトされたポリエステル結晶のモルフォロジー (2016)
  • Author(s): 片岡利介、榊原優、岡村謙志郎、池原飛之
  • Organizer: 第65回高分子討論会
  • Place of Presentation: 神奈川大学横浜キャンパス（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] 結晶性ブロック共重合体における球晶成長速度の解析 (2016)
  • Author(s): 伊藤大紀、片岡利介、池原飛之
  • Organizer: 第65回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] 光切断可能なブロックコポリマーの合成と球晶成長速度 (2016)
  • Author(s): 稲木翔一、片岡利介、池原飛之
  • Organizer: 第65回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] ポリエステルのシリコン基板へのグラフトと結晶化 (2016)
  • Author(s): 片岡利介、岡村謙志郎、榊原優、池原飛之
  • Organizer: 第65回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] 結晶性高分子からなる薄膜の製膜条件とプロトン伝導性 (2016)
  • Author(s): 矢口翔剛、片岡利介、池原飛之
  • Organizer: 第65回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] 基板表面にグラフトされた結晶性高分子鎖が示す樹状結晶構造 (2015)
  • Author(s): 池原飛之、小菅大樹、片岡利介
  • Organizer: 第64回高分子学討論会
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] 相溶性ブロックコポリマーにおける球晶成長速度の解析 (2015)
  • Author(s): 伊藤大記，今井康晴，片岡利介，池原飛之
  • Organizer: 第64回高分子討論会
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] 結晶性/結晶性ブロックコポリマーにおけるブロック間結合があたえる球晶成長速度の影響 (2015)
  • Author(s): 稲木翔一，片岡利介，池原飛之
  • Organizer: 第64回高分子討論会
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] シリコン基板にグラフトされたpoly(ε-caprolactone)結晶のモルフォロジー (2015)
  • Author(s): 片岡利介，小菅大樹，池原飛之
  • Organizer: 第64回高分子討論会
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] 結晶成分を有する高分子膜のスルホン化とプロトン伝導性 (2015)
  • Author(s): 片岡利介、平賀真理子、中川祐希、池原飛之
  • Organizer: 平成27年度繊維学会年次大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-06-10
• [Presentation] 高融点成分のガラス転移温度付近における相互侵入球晶の形成とモルフォロジー (2015)
  • Author(s): 池原飛之、瀬谷悠平、片岡利介
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] poly(ethylene succinate)-block-poly(ethylene oxide)の結晶化に低融点成分が与える影響 (2015)
  • Author(s): 伊藤大記、片岡利介、池原飛之
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] 光切断可能な結晶性/化粧性ブロックコポリマーの合成と球晶成長速度 (2015)
  • Author(s): 稲木翔一、片岡利介、池原飛之
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] 結晶性/非晶性ブロックコポリマーの結晶化条件がプロトン伝導性に与える影響 (2014)
  • Author(s): 片岡利介、大安恵太郎、池原飛之
  • Organizer: 第63回高分子討論会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] シリコン基板にグラフトされた高分子の結晶形態の観察 (2014)
  • Author(s): 片岡利介、中村駿、小杉亮、池原飛之
  • Organizer: 第63回高分子討論会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] poly(butylene succinate)-block-poly(ethylene oxide)の結晶化に低融点成分が与える影響 (2014)
  • Author(s): 伊藤大記、片岡利介、池原飛之
  • Organizer: 第63回高分子討論会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] Poly(L-lactic acid)を有するポリマーブレンドの結晶形態と球晶成長速度 (2014)
  • Author(s): 片岡利介、平讃詩、池原飛之
  • Organizer: 第63回高分子討論会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] 結晶性/結晶性のpoly(ethylene succinate)とpoly(ethylene oxide)からなるブロックコポリマーの光切断及び球晶成長速度の解析 (2014)
  • Author(s): 稲木翔一、片岡利介、池原飛之
  • Organizer: 第63回高分子討論会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] ブロックコポリマー中の低融点成分が結晶化に与える影響 (2014)
  • Author(s): 伊藤大記、片岡利介、池原飛之
  • Organizer: 平成26年度繊維学会年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [Presentation] 結晶性/結晶性ブロックコポリマーの光切断及び球晶成長速度の解析 (2014)
  • Author(s): 稲木翔一、片岡利介、池原飛之
  • Organizer: 平成26年度繊維学会年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [Presentation] パルスNMR法による相互侵入球晶の結晶化度の解析 (2014)
  • Author(s): 池原飛之、片岡利介
  • Organizer: 第63回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [Presentation] DMFCへの適用に向けた芳香族ポリアミドブロックコポリマーのプロトン伝導特性 (2014)
  • Author(s): 大安恵太郎、片岡利介、池原飛之
  • Organizer: 第63回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2014-05-28 – 2014-05-30