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高分子化イオン液体を用いたバルク状高分子電解質のマクロダイナミクスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 24740295
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理
研究機関立命館大学

研究代表者

中村 健二  立命館大学, 理工学部, 助教 (00511693)

研究期間 (年度) 2012
研究課題ステータス 中途終了 (2012年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード高分子構造・物性 / 複合材料・物性 / レオロジー / 高分子電解質 / 高分子化イオン液体
研究概要

本研究は、高分子化イオン液体を固体バルク状態における高分子電解質のモデル物質として捉え、これのレオロジー測定と複屈折測定を通して、未解決の問題であるバルク状態の高分子電解質のマクロダイナミクスを完全に理解することを目的とする。これまでの高分子電解質を用いた研究は水溶液系における検討がほとんどであったが、これを固体系に拡張することで低分子・高分子、液体・固体状態を問わず様々なソフトマターイオニクス系のダイナミクスを統一的に理解することを狙った研究である。
高分子化イオン液体として、主鎖が同一で対イオン種が異なるもの、及び高分子主鎖の電荷密度が異なる共重合体を用い、電荷やイオンが高分子のマクロダイナミクスに与える影響を検討した。レオロジー測定の結果、サイズが小さい対イオンを有する高分子化イオン液体は電気的中性の高分子と同等の挙動を示し、大きなサイズの対イオンを有する高分子化イオン液体はガラス-ゴム転移領域のタイムスケールに特有の緩和挙動を示した。また、この緩和は共重合体中のイオン液体モノマーの割合が増えるほど顕著になった。
また、動的複屈折測定から、高分子化イオン液体特有の力学緩和挙動は高分子鎖のセグメント運動に起因するものではなく、局所運動に起因することがわかった。以上の結果から、この緩和挙動は大きなサイズのイオンが高分子鎖マトリックス内で回転運動をしているもの、あるいは一部の高分子濃厚溶液系で観測されるサブラウス運動が観測されていると考えられる。すなわち、高分子化イオン液体は、イオンが可塑化効果を果たした高分子溶液系の物理である程度の解釈が可能といえる。以上の研究成果は学会発表で講演し、また論文としても成果を公表した。

報告書

(1件)
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Heterogeneous and aging dynamics in single and stacked thin polymer films2013

    • 著者名/発表者名
      K. Fukao, T. Terasawa, Y. Oda, K. Nakamura, D. Tahara
    • 雑誌名

      Advances in Polymer Science

      巻: 252 ページ: 65-106

    • DOI

      10.1007/12_2012_172

    • ISBN
      9783642343384, 9783642343391
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dielectric relaxation and visco- elastic behavior of polymerized ionic liquids with various counter anions2012

    • 著者名/発表者名
      K. Nakamura, K. Fukao, T. Inoue
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 45 号: 9 ページ: 3850-3858

    • DOI

      10.1021/ma300040b

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Viscoelastic Behavior of Polymerized Ionic Liquids with Various Charge Densities

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nakamura, et al.
    • 雑誌名

      Nihon Reoroji Gakkaishi

      巻: (印刷中)

    • NAID

      130004436487

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電荷密度を様々に変化させた高分子化イオン液体のダイナミクス2012

    • 著者名/発表者名
      中村健二
    • 学会等名
      第60回レオロジー討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知)
    • 年月日
      2012-09-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 様々な電荷密度を有する高分子化イオン液体のダイナミクス2012

    • 著者名/発表者名
      中村健二
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知)
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Dielectric and Viscoelastic Behavior of Polymerized Ionic Liquids with Various Counterions2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao
    • 学会等名
      Broadband Dielectric Spectroscopy 2012
    • 発表場所
      ライプツィヒ(ドイツ)
    • 年月日
      2012-09-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 様々な対イオンを有する高分子化イオン液体のレオロジー挙動2012

    • 著者名/発表者名
      中村健二
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • 年月日
      2012-05-31
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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