変調法を用いた強相関高分子混合系の機能の時空間制御

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13031054
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 宮田 貴章 (QTRAN Cong) 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (50188827)
• キーワード: ポリマーブレンド / 光二量化反応 / 相分離 / 架橋反応 / 構造の先鋭化 / 相互侵入高分子網目(IPNs)

研究概要

本年度では、ポリマーブレンドの相分離を光変調法で制御することを目的として以下の実験を行った。
1)異なる2波長の紫外光の交互照射射による分離・相溶の制御:ポリスチレン/ポリビニルメチルエテール(PSA/PVME)においてPSA鎖にアントラセンを化学的に修飾し、365nmの紫外光を照射することによりPSA鎖の架橋反応を誘発し、相分離を引き起こした。また、298nmの紫外光を照射するとアントラセンダイマーの解離を起こし、相分離したPSA/PVMEブレンドを相溶させた。また、365nmと298nm光を交互に照射する時間の比率(τ)を変化させると、298nm光の照射時間が長くなるに連れて、相分離構造の特性長分布が狭くなることがわかった。
2)架橋されたポリマーブレンドに発生する弾性ひずみの観測:光架橋で試料内に発生した弾性ひずみを測定するためにMach-Zehnder干渉計を設計した。結果として、架橋されたポリマーブレンドのナノメータ領域における変形を非破壊的な手法で評価できた。
3)架橋と相分離の競合による共連続構造の設計:相反する要因の競合でモルフォロジーを制御するため、メチルメタクリレートモノマーにアントラセンをラベルしたポリスチレンを溶解させ、紫外光を照射して、相分離させた。きらに、共焦点顕微鏡で観察するため、ポリスチレン鎖に蛍光性分子フルオレセインを化学修飾した。光強度と架橋剤濃度を変化させると様々な共連続構造や階層構進が発現した,その周期は競合によって数ミクロンから数百ミクロンまで及んだ。

研究成果

• [文献書誌] J.Hobley, S.Kajimoto, A.Takami, Q.Tran-Cong, H.Fukumura: "Dynamics of Liquid Structures Relaxation from Criticality After a Nanosecnd Laser Initiated T-Jump in Triethylamine-Water"J.Phys.Chem.B. 107. 11411 (2003)
• [文献書誌] A.Takamizawa, S.Kajimoto, J.Hobley, H.Fukumura, Q-Tran-Cong: "Ultrafast Laser-Induced Molecular and Morphological Changes During Spinodal Demixing of H_2O/2-Butoxyethanol/KCl"Phys.Rev.E. 68. 020501(R) (2003)
• [文献書誌] T.Norisuye, Y.Kida, N.Masui, Q.Tran-cong-Miyata (他3名): "Studies on Two Types of Built-in Infomogeneity for Polymer Gels : frozen Segmental Concentration Fluctuations and Spatial distribution"Macromolecules. 36. 6202 (2003)
• [文献書誌] T.Norisuye, Y.Aoki, Q.Tran-Cong-Miyata (他2名): "Dynamic Light Scattering Studies on Network Formation of Bridged Poly-silsesquioxanes Catalyzed by Polyoxometaltes"Macromolecules. 36. 9935 (2003)
• [文献書誌] T.Norisuye, Q.Tran-cong-Miyata: "Dynamic Inhomogeneity in Polymer Gels Investigated by Dynamic Light Scattering"Macromolecules. 37(in press). (2004)
• [文献書誌] 宮田貴章: "光反応を用いた強相関ソフマテリアルの時空間制御"機能材料. 24・5. 23 (2004)
• [文献書誌] J.A.Pojman, Q.Tran-Cong-Miyata: "Nonlinear Dynamics in Polymeric Systems"アメリカ化学会. 351 (2003)