機能性ブロック共重合体の表面構造とその動的挙動

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03044059
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 中浜 精一 東京工業大学, 工学部, 教授 (90016410)
• 研究分担者: RATNER Buddy ワシントン大学, 化学工学科, 教授 ; 平尾 明 東京工業大学, 工学部, 助教授 (00111659)
• キーワード: 親水性・疎水性ブロック共重合体 / 表面構造 / アニオンリビング重合 / 接触角 / 電子顕微鏡観察 / XPS / 表面再構築 / SIMS

研究概要

親水性疎水性・ブロック共重合体の設計と合成を日本側でおこない、その表面構造解析をXPSとSIMSを用いてアメリカ側でおこなった。ブロック共重合体の設計指針として、疎水性ブロックにはガラス転移点と化学構造の異なるポリスチレン、ポリオクチルスチレン、ポリイソプレンの3種を、親水性ブロックにはポリ(2ーヒドロキシエチルメタクリレ-ト)(PHEMA)を選び、結合順序の異なる6種のブロック共重合体を合成した。それぞれについてVPO,GPC,NMR測定をおこない、分子量、分子量分布、ブロック組成などの一次構造を解析した。アメリカ側のXPS,SIMSによる表面解析に対応して日本側もブロック共重合体表面の接触角測定とフィルム断面の超薄膜切片のTEM観察をおこなった。接触角の測定ではいずれの試料についても乾燥時の最表面は疎水性ブロックで覆われており、試料膜を水中に浸すと最表面が疎水性ブロックからPHEMAブロック置き換えられることが明らかになった。さらに、環境変化に対応するこのような表面構造の再構築は何回も繰り返し再現できることを確認した。ポリイソプレン・PHEMAブロック共重合体についてTEM観察では接触角測定の結果とよく一致して最表面が環境に応じて入れ替わっていることが明らかになった。ワシントン大学でおこなったXPS測定ではいずれの試料でも乾燥時は最表面が疎水性ドメシンで覆われている、Depth Profileが明らかになった。さらに、XPS測定条件を工夫として湿潤時の膜表面の構造を解析し、日本側の測定結果と一致して表面にPHEMAが濃縮されていることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] T.Ishizone A.Hirao S.Nakahama: "Anionic Polymerization of Monomers Containing Functional Groups.2.Anionic Living Polymerization of 4-Cyanostyrene" Macromolecules. 24. 625-626 (1991)
• [文献書誌] T.Taki A.Hirao S.Nakahama: "Polymerization of Monomers Containing Functional Silyl Groups.9.Anionic Living Polymerization of (4-Vinylphenyl)(N,N-diethylamino)-dimethylsilane" Macromolecules. 24. 1455-1458 (1991)
• [文献書誌] T.Ishizone,R.Kato Y.Ishino,A.Hirao S.Nakahama: "Protection and Polymerization of Functional Monomers.15.Anionic Living Polymerization of 2-(3-Vinylphenyl)-1,3-dioxolane and Related Monomers" Macromolecules. 24. 1449-1454 (1991)
• [文献書誌] T.Ishizone,S.Wakabayashi,A.Hirao,S.Nakahama: "Ainonic Polymerization of Monomers Containing Functional Groups.3.Anionic Living Polymerization of N,N-Dialkyl-4-vinylbenzamides" Macromolecules. 24. 5015-5022 (1991)
• [文献書誌] T.Ishizone,A.Hirao S.Nakahama,T.Kakuchi K.Yokota,K.Tsuda: "Protection and Polymerization of Functional Monomers.16.Anionic Living Polymerization of 4-[(Trimethylsilyl)ethynyl]styrene" Macromolecules. 24. 5230-5231 (1991)
• [文献書誌] Lae-Suk Lee S.Nakahama A.Hirao: "A new glucose using microporous enzyme membrane" Sensors and Actuators B. 3. 215-219 (1991)
• [文献書誌] 中浜 精一: "高性能ポリマ-アロイ" 丸善, 349 (1991)