コロイド化学的アプローチによる高分子ナノコンポジットの粒子分散と物性の制御

• 研究課題/領域番号: 24550252
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 鳥飼 直也 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70300671)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 高分子コンポジット / サスペンション / 溶媒キャスト / 固体粒子 / 高分子吸着 / 分散状態 / 凝集構造 / 高分子薄膜 / カーボンブラック / 分散媒 / 脱濡れ抑制 / 深さ分布 / 分散安定性 / 小角X線散乱 / 親水性シリカ / 凝集形態

研究成果の概要

サスペンションから溶媒キャストにより得た高分子コンポジット試料について，高分子を予め表面に物理吸着させることで，ポリスチレン（PS）中での親水性フュームドシリカの分散性が著しく向上することが判った。また， PSと同種よりも，非相溶なポリ（2-ビニルピリジン）を吸着させた方が，PSマトリックス中でのシリカの分散性が高かった。フュームドシリカが本来有するミクロな凝集構造は高分子中に分散させても変わらなかった。カーボンブラックを粒子として用いた系では，分散媒によるサスペンション状態における安定性が，PSマトリックス中での粒子の分散状態に反映されることが判った。

研究成果

• [雑誌論文] Depth Distribution of Component for the Thin Films of Binary Polystyrene Blends with Different Molecular Weights (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Azuma, N. Hariyama, N. L. Yamada, N. Torikai, M. Kawaguchi
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hydration and Ordering of Lamellar Block Copolymer Films under Controlled Water Vapor (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kamata, A. J. Parnell, P. Gutfreund, M. W. A. Skoda, A. Dennison, R. Barker, S. Mai, J. R. Howse, A. J. Ryan, N. Torikai, M. Kawaguchi, R. A. L. Jones
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 47 号: 24 ページ: 8682-8690
  • DOI: 10.1021/ma5014513
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 異なる分散媒により作り出されたポリスチレン中のカーボンブラックの分散及び凝集構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉村健太郎，鳥飼直也，川口正美
  • 学会等名: 第64回（2015年）高分子学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-29
• [学会発表] 分子量の異なるポリスチレンブレンド薄膜の熱処理による成分深さ分布の時間発展 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鳥飼直也，東和宏，山田悟史，川口正美
  • 学会等名: 第63回（2014年）高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学文教キャンパス（長崎市）
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] In-Situ Neutron Reflectometry on Polymer Thin Films in Different Environments (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Torikai
  • 学会等名: The 23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2014)
  • 発表場所: Montreal（Canada）
  • 年月日: 2014-08-05 – 2014-08-12
  • 招待講演
• [学会発表] Temporal Change of Component Depth Distribution in Binary Polystyrene Blends Thin Films during Thermal Annealing (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Torikai, K. Azuma, N. L. Yamada, M. Kawaguchi
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Science at J-PARC
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-15
• [学会発表] 吸着様式の異なるポリスチレン層上でのブロック共重合体薄膜のミクロ相分離構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Kieu，鳥飼直也，川口正美
  • 学会等名: 第63回（2014年）高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋市熱田区）
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [学会発表] 分子量が異なる高分子マトリックス中での高分子吸着フュームドシリカの分散挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤雄介，鳥飼直也，川口正美
  • 学会等名: 第62回（2013年）高分子学会年次大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市左京区）
• [学会発表] 溶媒キャストにより作り出されるポリスチレン中のカーボンブラックの分散状態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉村健太郎，鳥飼直也，川口正美
  • 学会等名: 第62回（2013年）高分子学会年次大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市左京区）
• [学会発表] 分散媒の違いによるポリスチレン複合体薄膜中のコロイダルシリカの凝集状態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柳貴之，鳥飼直也，川口正美
  • 学会等名: 第62回（2013年）高分子学会年次大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市左京区）
• [学会発表] 高分子吸着シリコン基板上に作製したブロック共重合体薄膜の相分離構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: キュウ ジェム，鳥飼直也，川口正美
  • 学会等名: 第62回（2013年）高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス（金沢市）
• [学会発表] 高分子の吸着したフュームドシリカの高分子マトリックス中での分散挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 近藤雄介，鳥飼直也，川口正美
  • 学会等名: 第61回（2012年）高分子学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市西区）
• [学会発表] 異なる分散媒から作られたフュームドシリカ／ポリスチレン複合体薄膜中のシリカ凝集状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島津崇，鳥飼直也，川口正美，小川紘樹
  • 学会等名: 第61回（2012年）高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学（名古屋市昭和区）
• [学会発表] Dispersion of Fumed Silica in a Polymeric Matrix by Polymer Adsorption (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kondo, N. Torikai, and M. Kawaguchi
  • 学会等名: Joint Symposium of 5th International Symposium on Polymer Materials Science & 8th Osaka University Macromolecular Symposium
  • 発表場所: Osaka University (Toyonaka, Osaka)
• [学会発表] Silica Aggregation in Polystyrene Composite Thin Films Studied by GISAXS (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Shimadzu, N. Torikai, H. Ogawa, and M. Kawaguchi
  • 学会等名: GISAS 2012 KYOTO
  • 発表場所: Kyoto Institute of Technology (Matsugasaki, Kyoto)
• [備考] 三重大学工学部有機素材化学研究室
  • URL: http://www.oms.chem.mie-u.ac.jp/