外部場による高分子アロイの秩序構造制御に関する研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05453149
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 橋本 竹治 京都大学, 工学部, 教授 (20026230)
• 研究分担者: 西条 賢治 京都大学, 工学部, 教務職員 (60115847) ; 長谷川 博一 京都大学, 工学部, 助手 (60127123)
• キーワード: 高分子アロイ / ブロック共重合体 / 流動光散乱 / 流動誘起相分離 / 光学顕微鏡 / 小角X線散乱 / 画像処理 / バタフライ・パターン

研究概要

1)外部場下における高分子アロイの秩序構造制御法確立の基礎を得るため、ズリ変形およびズリ流動下における高分子混合系およびブロック共重合体の秩序構造形成を、実空間(顕微鏡観察と画像処理)および逆空間(光散乱)における実場観察の手法を用いて研究した。
2)まず、ズリ流動下における高分子の挙動についての基礎的知見を得るため、ズリ流動下における高分子量ポリスチレンのフタル酸ジオクチル(DOP)準希薄溶液の光散乱をせん断速度の関数として測定し、伸張したゲルに観察されるバタフライ・パターンと同様の光散乱パターンが現れることを発見した。
また、ズリ流動下における光散乱測定と顕微鏡観察の同時測定が可能な装置を開発し、バタフライ・パターンがズリ流動による高分子鎖の伸張により生じた濃度ゆらぎに起因すること、すなわち流動により相分離が誘起されることを、画像処理した顕微鏡像のフーリエ変換像と光散乱パターンの比較により示した。
ズリ流動下におけるポリスチレン/ポリブタジエン混合系のDOP準希薄溶液の光散乱測定を行ない、相分離状態にあった混合系が流動により一相化する現象を示すと共に、その臨界せん断速度の組成依存性を調べた。
また、ズリ変形下におけるブロック共重合体のミクロドメイン構造の変形挙動を小角X線散乱法により観察するため、ズリ変形装置とイメージングプレートによる2次元X線散乱強度検出器をパーソナル・コンピュータで制御するシステムを開発した。さらに、この装置により周期的ズリ変形下における球状およびラメラ状ミクロドメインの挙動を観察し、ミクロドメインが変形と平行方向だけでなく、垂直方向にも配向するという新しい現象を発見した。

研究成果

• [文献書誌] T.Hashimoto: "Shear-induced Homogenization of Semidilute Solution of Polymer Mixture.II." J.Chem.Phys.98. 717-728 (1993)
• [文献書誌] T.Hashimoto: "Phase Transition of Polymer Mixtures under Simple Shear Flow" Phisica A. 194. 338-351 (1993)
• [文献書誌] T.Hashimoto: "Ordering by Flow near the Disorder-Order Transition of a Triblock Copolymer Styrene-Isoprene-Styrene" Macromolecules. 26. 7236-7244 (1993)
• [文献書誌] T.Hashimoto: "Shear Microscopy of the "Butterfly Pattem" in Polymer Mixtures" Phys.Rev.Letters. 72. 2037-2040 (1994)
• [文献書誌] K.Saijo: "Dynamic SAXS Studies of Sphere-Forming Block Copolymers under Large Oscillatory" Macromolecules. 27. 3753-3758 (1994)
• [文献書誌] K.Saijo: "Real-Time SAXS Observations of Lamella-Forming Block Copolymers under Large Oscillatory Shear Deformation" Macromolecules. 27. 5547-5555 (1994)
• [文献書誌] T.Hashimoto: "Formation of String Phase in Phase-Separating Solutions of Polymer Mixtures under Shear Flow" Proc.Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Mater.Sci.and Eng.71. 111-112 (1994)
• [文献書誌] T.Hashimoto: "The Effect of Shear Flow on the Demixing Process of Polymer Blends" Proc.Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Mater.Sci.and Eng.71. 121-122 (1994)
• [文献書誌] T.Hashimoto: "Shear-Induced Phase Separation of Semidilute Polymer Solution" Proc.Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Mater.Sci.and Eng.71. 190-191 (1994)
• [文献書誌] T.Hashimoto: "Flow-Induced Anisotropic SALS in Silica-Filled PDMS Liquids" J.Colloid Interface Sci.166. 404-413 (1994)
• [文献書誌] T.Hashimoto: "String Phase in Phase-Separating Fluids under Shear Flow" Phys.Rev.Lett.74. 126-129 (1995)
• [文献書誌] T.Hashimoto: "A New Apparatus for Simultaneous Observation of Optical Microscopy and Small-Angle Light Scattering Measurements of Polymers under Shear Flow" Acta Polymerica. 45(printing). (1995)
• [文献書誌] T.Hashimoto: "Computational study of Effects of Uniaxial Compression during Processes of Spinodal Decomposition" Physical Review E. (printing). (1995)
• [文献書誌] T.Hashimoto: ""Flow Induced Structures in Polymers"" ACS Symposium Series Book(printing), (1995)