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2008 年度 実績報告書

傾斜ネットワークブラシによる水潤滑トライボ表面の創成と深さ構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 19750098
研究機関九州大学

研究代表者

小林 元康  九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (50323176)

キーワード高分子化学 / 表面科学 / トライボロジー / ポリマーブラシ / 架橋 / 表面開始重合 / 原子移動ラジカル重合 / 薄膜
研究概要

本研究の目的は材料表面を親水性ポリマーブラシにより改質し、摩擦特性の向上を図ることである。ポリマーブラシとは材料表面に高分子鎖が高密度にグラフトした膜厚数十〜数百nmの構造体のことで、潤滑媒体と馴染みやすい化学構造をポリマーブラシに付与することでその表面は低摩擦を生じることが知られている。本研究ではポリマーブラシ内部を部分的にまた、位置選択的に架橋させることで傾斜ネットワークポリマーブラシという新たな薄膜を調製し、その表面摩擦特性の解析を行った。以下にその結果をまとめた。
(1) ネットワークポリマーブラシ薄膜の調製
表面開始重合法によりメタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)とメタクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル(DMAEMA)の共重合体ブラシを調製した。引き続きビス(ジヨードエトキシエタン)により架橋反応を行い、親水性ネットワークポリマーブラシ薄膜を得た。
(2) ポリマーブラシ薄膜の中性子反射率測定による水界面構造解析
ポリMPCブラシを重水中に浸した状態で中性子反射率測定を行い膨潤膜厚やブラシ内部構造を解析した。両性電解質のポリMPCブラシは重水中で延伸した構造をしており、その構造は塩濃度にもほとんど影響を受けないことを見いだした。
(3) 摩擦試験
直線摺動型摩擦試験機を用いて湿潤条件下で摩擦係数の経時変化を観察したところ、ブラシ薄膜にネットワーク構造を導入することで耐摩耗性が向上することが明らかとなった. また、傾斜構造によっても耐摩耗性が異なることを見出した。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (9件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Dimensions of Free Linear Polymer and Polymer Immobilized on Silica Nano Particles of a Zwitter Ionic Polymer in Aqueous Solutions with Various Ionic Strengths2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuda, M. Kobayashi, M. Annaka, K. Ishihara, A. Takahara
    • 雑誌名

      Langmuir 24(16)

      ページ: 8772-8778

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of the Interface Structure of Hydrophilic and Hydrophobic Polymer Brushes by Neutron Beam and Synchrotron Radiation2008

    • 著者名/発表者名
      H. Yamaguchi, Y. Terayama, K. Honda, M. Kobayashi, O. Sakata, M. Takata, S. Sasaki, N. Torikai, M. Hino, K. Ishihara, A. Takahara
    • 雑誌名

      Trans. MRS-J 33(3)

      ページ: 573-577

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Dimension of a Hyperbranched Polymer Synthesized from a Styrene Derivative2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuda, M. Kobayashi, A. T akahara, A. Tanaka, H. Hayashi, M. Annaka, and T. Sato
    • 雑誌名

      Polym. J. 40(4)

      ページ: 375-378

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface and Interface Structure and Tribological Properties of Hydrophil is Polymer Brushes2008

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, T. Yamaguchi, Y. Terayama, Zhe Wang, M. Kaido, A. Suzuki, A. Takahara
    • 雑誌名

      Nihon Reoroji Gakkaishi, 2008 36(2)

      ページ: 107-112

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超親水性ポリマーブラシ表面の潤滑特性2008

    • 著者名/発表者名
      小林元康, 海道昌孝, 鈴木厚, 石原一彦, 高原淳
    • 雑誌名

      トライボロジスト 53(6)

      ページ: 9-14

  • [雑誌論文] UCST-Type Cononsolvency Behavior of Poly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) in the Mixture of Water and Ethanol2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuda, M. Kobayashi, M. Annaka, K. Ishihara, A. Takahara
    • 雑誌名

      Polym. J. 40(5)

      ページ: 479-483

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Aggregation States of Surface-grafted Poly{2-(perfluorooctyl) ethyl acrylate} Thin Film Analyzed by Grazing Incidence X-ray Diffraction2008

    • 著者名/発表者名
      H. Yamaguchi, K. Honda, M. Kobayashi, M. Morita, H. Masunaga, O. Sakata, S. Sasaki, A. Takahara
    • 雑誌名

      Polym. J. 40(9)

      ページ: 854-860

    • 査読あり
  • [学会発表] 湿潤条件下における高分子電解質ブラシ表面の摩擦摩耗特性2008

    • 著者名/発表者名
      小林元康、高原淳、海道昌孝、鈴木厚、石原一彦
    • 学会等名
      レオロジー学会
    • 発表場所
      新潟・朱鷺メッセ
    • 年月日
      20081006-08
  • [学会発表] 架橋構造の異なる高分子電解質ゲル薄膜の摩擦特性解析2008

    • 著者名/発表者名
      小林元康、高原淳、海道昌孝、鈴木厚、石原一彦
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      20080924-26
  • [学会発表] 高分子電解質ブラシの水界面における分子鎖凝集状態と摩擦特性2008

    • 著者名/発表者名
      小林元康、鳥飼直也、日野正裕、石原一彦、高原淳
    • 学会等名
      コロイド界面学会
    • 発表場所
      九州大学六本松キャンパス
    • 年月日
      20080907-09
  • [学会発表] 架橋型高分子電解質ブラシ超薄膜の耐摩耗特性2008

    • 著者名/発表者名
      小林元康、石原一彦、高原淳
    • 学会等名
      繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      20080618-20
  • [学会発表] 高分子電解質ブラシのグラフト密度およびイオン強度が分子鎖形態に及ぼす影響2008

    • 著者名/発表者名
      小林元康、寺山友規、日野正裕、石原一彦、高原淳
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      20080528-30
  • [学会発表] Swollen Structure of High-density Po-lectrolyte Brushes in Salt Soluti on by Neutron Reflectivity2008

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, Y. Terayama, M. Hino, K. Ishihara, A. Takahara
    • 学会等名
      IUMRS 2008
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-12-12
  • [学会発表] Tribologiccal Behavior of High-density Polymer Brushes Prepared by "G rafting-from" Method2008

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, M. Kaido, A. Suzuki, K. Ishihara, A. Takahara
    • 学会等名
      2nd International Conference on Advanced Tribology 2008
    • 発表場所
      Singapore, Furuma Hotel
    • 年月日
      2008-12-04
  • [学会発表] CHARACTERIZATION OF POLYELECTROLYTE BRUSHES IMMOBILI ZED ON Si-WAFER PREPARED BY CONTROLLED RADICAL POLYM ERIZATION2008

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, Y. Terayama, M. Kikuchi, M. Hino, K. Ishihara, A. Takahara
    • 学会等名
      ACS 236th National Meeting
    • 発表場所
      Philaderphia, PA, USA
    • 年月日
      2008-08-19
  • [学会発表] 高分子電解質ゲルブラシからなるナノ薄膜表面のトライボロジー特性2008

    • 著者名/発表者名
      小林元康、海道昌孝、鈴木厚、石原一彦、高原淳
    • 学会等名
      トライボロジー会議2008春東京
    • 発表場所
      東京、代々木
    • 年月日
      2008-05-12
  • [図書] Polymer Tribology2009

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, Z. Wang, Y. Matsuda, M. Kaido, A. Suzuki, A. Takahara
    • 総ページ数
      582-602
    • 出版者
      Imperial College Press
  • [図書] Surfactants in Tribology2008

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, H. Ishida, M. Ka ido, A. Suzuki, A. Takahara
    • 総ページ数
      89-110
    • 出版者
      CRC Press

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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