| 研究課題/領域番号 |
17350108
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
渡邊 宏 京都大学, 化学研究所, 教授 (90167164)
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| 研究分担者 |
井上 正志 大阪大学, 理学研究科, 教授 (80201937)
松宮 由実 京都大学, 化学研究所, 助手 (00378853)
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| キーワード | マルチ・ブロック共重合体 / 体心立方格子型網目構造 / ブリッジ / ループ型コンホメーション / 弾性回復 / 混合の熱力学的バリア / 絡み合い / 束縛解放機構 / バネ-ビード・モデル |
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| 研究概要 |
マルチ・ブロック共重合体系のレオロジー特性は、内部ブロックのコンホメーション(ループ型もしくはブリッジ型)に強く影響される。本研究では、スチレン(S)とブタジエン(B)を成分とするBSBトリブロック、BSBSBペンタブロック、BSBSBSBヘプタブロック共重合体を、Sブロックに対する選択性溶媒であるフタル酸ジブチル(DBP)に溶解した系に対して、流動下、および、流動停止の構造とレオロジー挙動を調べた。
平衡時の系では、沈殿Bドメインを可溶化Sブロックが連結した体心立方格子型の網目構造が形成され、この網目に由来する静的弾性が観察された。この系に流動を印加すると、流動速度がB/S濃度揺らぎの周波数に近い時に網目構造がもっとも強く破壊され、流動面をまたぐブリッジ型Sブロックがループ型に転化することによって、静的弾性が消失することが明らかとなった。さらに、流動停止後の弾性回復に要する時間は、網目構造の破壊の程度に依存しないという特異な挙動が観察された。この挙動から、流動によってループ型に転化したブリッジ型Sブロックの再生が弾性回復の律速過程であると考えられた。さらに、この考えに基づき、BSB、BSBSB、BSBSBSB系の弾性回復時間の差を解析した所、この時間は、ブリッジ型Sブロックの再生のために必要な過渡的なS/B混合の熱力学的バリアのみならず、ブロック鎖同士の絡み合いにも強く影響されていることがわかった。
このような絡み合い緩和の基礎的理解のために、モデルホモポリマー系に対してレオロジー測定と誘電緩和測定を行い、束縛解放機構が緩和に大きな寄与をもつことを明らかにした。さらに、現在の絡み合いモデルの基礎骨格をなすバネ-ビード・モデルの精密解析も行い、クリープ過程では、応力を一定に保つように、鎖の全セグメントが配向相関を示すことなどを明らかにした。
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