アイオノマーのミクロ相分離構造の制御と機能化

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07650797
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 矢野 紳一 岐阜大学, 工学部, 教授 (70021607)
• キーワード: アイオノマー / イオンドメイン / 酸素吸着 / 相溶性 / ガス透過性 / スピンプローブESR

研究概要

エチレンアイオノマーの特徴的な諸特性は、部分的に少量導入された側鎖イオン基が疎水性高分子マトリックス中で凝集してナノメーターサイズのイオンドメインを形成することに起因している。本研究は、このイオンドメイン形成を支配する因子を明らかにしてアイオノマーの物性制御・高性能化への指針を得ること及び新しい機能発現の可能性を探ることを目的として行ってきた。今回以下の新しい知見を得た。
(1) Mn(II)-アミン錯体アイオノマー及びCo(II)塩アイオノマーにおいて、新しい機能である酸素吸着特性と錯体構造との関係を明らかにした。
(2) 側鎖にイオン基の代わりに多分岐アルキルエステルを導入し、ガラス転移温度や結晶化度に対する効果をDSC,誘電測定等から検討した。さらに、ポリジメチルシロキサンとのブレンドを合成し、相溶性やガス透過性を検討し、このブレンドが高い酸素透過性を有することがわかった。
(3) 側鎖としてかさだかいイオン基を導入し、イオンドメイン形成に与える効果をDSC,X線回析、誘電及び動的力学緩和測定等から検討した。
(4) ESRスピンプローブ法を用いることにより、吸湿したエチレンアイオノマー中及び水溶液中のイオン基の会合状態に関するモデルを提案し、その水和状態及び運動状態に関する新しい知見を得た。現在、乾燥状態の試料に研究を展開しているところである。
(5) 平成7年度に引続き、希土類(III)塩と一価金属塩、二価金属塩との異種金属塩二成分ブレンドアイオノマーの試作とその構造及び物性の評価を行っている。ブレンド効果と呼べるいくつかの興味深い現象を得つつあり、現在さらに検討を行っているところである。
なお、申請備品はこれらの検討に不可欠であり、今後も十分活用されるものと思われる。

研究成果

• [文献書誌] S.Kutsumizu et al.: "Coordination Structure and Oxidation-Degradation for Cobalt (II) Salts of Ethylene-Methacrylic Acid Copolymer and ..." Macromolecules. 29. 4324-4330 (1996)
• [文献書誌] S.Tsuchida et al.: "Effect of Branched Alkyl Groups on Physical Properties in Poly (ethylene-co-branched alkyl methacrylate)s" Polym.Bull.37. 97-101 (1996)
• [文献書誌] S.Kutsumizu et al.: "Aggregation of EMAA Ionomers in Aqueous Solutions : ESR Spectra of Amphiphilic Spin Probes" Polym.Preprints (Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.). 37. 825-826 (1996)
• [文献書誌] S.Kutsumizu et al.: "Oxygen Gas Sorption of Mn (II) Complex Salts of Ethylene Ionomer with Various Organic Amines" J.Materials Sci.32. 99-103 (1997)
• [文献書誌] K.Mizoguchi et al.: "Miscibility and Gas Permeability of Poly (ethylene-co-5.4 mol % 3,5,5-trimethylhexyl methacrylate)-polydimethyl-siloxane Blends" Colloid Polym.Sci.(in press).
• [文献書誌] Y.Iwatsuki et al.: "Ion-Aggregation in Poly 〔ethylene-co-(2-benzoyloxy ethyl) methacrylate〕 and Poly 〔ethylene-co-(2-nicotinyloxy ethyl) methacrylate〕..." Macromol.Chem.Phys.(in press).
• [文献書誌] S.Kutsumizu et al.: "Self-Assembling of Ethylene-Methacrylic Acid (EMAA) Ionomers in Aqueous Solutions and as Swollen Membranes,...Part 1. ..." Macromolecules. (in press).
• [文献書誌] S.Kutsumizu et al.: "Self-Assembling of Ethylene-Methacrylic Acid (EMAA) Ionomers in Aqueous Solutions and as Swollen Membranes,...Part 2. ..." Macromolecules. (in press).
• [文献書誌] S.Kutsumizu and S.Yano: "Polymeric Materials Encyclopedia,edited by J.C.Salamone CRC Press" CRC Press, (1996)