高分子固体表面のナノレオロジー解析装置の開発と高分子鎖のローカルダイナミクス評価

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10355035
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 梶山 千里 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60037976)
• 研究分担者: 田中 敬二 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (20325509) ; 菊池 裕嗣 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (50186201) ; 高原 淳 九州大学, 有機化学基礎研究センター, 教授 (20163305)
• キーワード: 高分子固体 / ナノレオロジー / 表面ガラス転移温度 / 走査フォース顕微鏡

研究概要

高分子固体の表面・界面は異種の相と接しているため、固体内部(バルク)と比較して極めて異なった状態にある。このため、高分子固体の表面・界面領域の構造と物性はバルクとは著しく異なっている。
本研究では、高分子固体膜表面の動的粘弾性測定装置の試作を行い、その測定技術を確立した。その結果、高分子固体膜表面でのガラス転移温度は、膜内部と比較して、著しく低下していることを明らかにした。表面で観測される得意な分子運動特性と高分子の一次構造の関係を詳細に検討し、その発現機構についても明らかにした。表面には高分子の分子鎖末端が濃縮し、過剰な自由体積が誘起される。また、表面では空気面側に分子鎖が存在しないため、大きなスケールの分子運動が容易に達成できる。これらの理由により、高分子表面の分子運動特性は膜内部と比較して異なっていることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] T.Kajiyama,K.Tanaka,N.Satomi,A.Takahara: "Surface Glass Transition Temperatures of Monodisperse Polystyrene Films by Scanning Force Microscopy"Science Technology of Advanced Matererials. 1(1). 31-35 (2000)
• [文献書誌] T.Kajiyama,K.Tanaka,N.Satomi,A.Takahara: "Surface Rheology of Polymeric Solids"Chinese Journal of Polymer Science. 18(3). 239-248 (2000)
• [文献書誌] K.Tanaka,A.Takahara,T.Kajiyama: "Rheological Analysis of Surface Relaxation Process of Monodisperse Polystyrene Films"Macromolecules. 33(20). 7588-7593 (2000)
• [文献書誌] T.Kajiyama,N.Satomi,Y.Yokoe,D.Kawaguchi,K.Tanaka,A.Takahara: "Effect of End Group Chemistry on Surface Molecular Motion of Monodisperse Polystyrene Films"Macromolecular Symposium. 159. 35-42 (2000)
• [文献書誌] A.Takahara,K.Nakamura,K.Tanaka,T.Kajiyama: "Surface Aggregation Structure and Surface Mechanical Properties of Binary Polymer Blend Thin Films"Macromolecular Symposium. 159. 89-96 (2000)
• [文献書誌] 梶山千里,田中敬二,高原淳: "中性子及びX線反射率測定に基づく高分子超薄膜の凝集構造評価"波紋. 10. 42-48 (2000)
• [文献書誌] 梶山千里,田中敬二,高原淳: "高分子11月号"高分子学会. 6 (2000)
• [文献書誌] 梶山千里,高原淳: "ポリマーABCハンドブック"NTS. 13 (2000)