側鎖型液晶成分を有するブロック共重合体の相転移挙動とミクロ相分離構造

• Project/Area Number: 01J11294
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 高分子構造・物性(含繊維)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 伊藤 大道 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: ブロック共重合体 / 側鎖型液晶高分子 / リビング重合 / ミクロ相分離構造 / スメクチック / ネマチック

Research Abstract

アニオン重合法ではリビング性が期待できないモノマー種からなる、側鎖型液晶高分子鎖を一成分とするブロック共重合体の合成に、リビングラジカル重合法を用いることで成功した。側鎖型液晶高分子鎖はミクロ相分離構造内でネマチック相を示した。対称的な組成を有するものについては等方相およびネマチック相ともに層状のミクロ相分離構造を示し、その恒等周期は温度による変化が認められなかった。このことから、ネマチック相における側鎖型液晶高分子の鎖状形態は等方相と同じランダムコイル状をとっているものと考えられる。一方、側鎖型液晶高分子鎖の組成比を増大させていったところ、等方相において非晶鎖であるポリスチレンドメインは柱状さらに球状へと変化していったが、等方相において球状であったミクロ相分離構造は、ネマチック相においては柱状へと変化していた。そのとき、メソゲンと柱状ミクロドメインの配向方向は同一であった。また、示差走査熱量測定により、球状ミクロドメインが支配的なときにはネマチック相が不安定化していたことを確認しており、このときネマチック相における曲げの弾性エネルギーの損失があるものと考えられる。すなわち、球状ミクロドメインは液晶場におけるディフェクトとして液晶相の安定性に変化を与えている結果であり、この弾性エネルギーの損失を緩和するべく、ミクロ相分離構造の曲率を一軸方向に解消することで、等方相における球状のミクロ相分離構造が柱状へと変化したものと考えられる。
ネマチック相およびスメクチック相で得られた知見をもとに、螺旋構造を有するキラルネマチック相やキラルスメクチックC相に関して、現在検討を進めているところである。