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

• 研究課題/領域番号: 01J11294
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 高分子構造物性(含繊維)
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 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)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2001年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 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

研究概要

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。