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2022 年度 実績報告書

ブロック共重合体ミクロ相分離を利用したモノドメイン液晶エラストマーの新規調製法

研究課題

研究課題/領域番号 19H02770
研究機関東京工業大学

研究代表者

戸木田 雅利  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (30301170)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード液晶エラストマー / 液晶ブロック共重合体 / モノドメイン / 液晶性高分子
研究実績の概要

ネマチック液晶主鎖ポリエステルの両端に,側鎖にアリル基を有するポリメタクリレート(PMA)を連結した液晶ブロック共重合体(LCBCP)を用い,以下の方法で,モノドメイン液晶エラストマー(LCE)を作製した.LCBCPに,テトラチオール化合物をドープしたのち一方向に延伸,紫外光を照射することで,PMAブロックをアリル部分とチオール部分のチオール―エン反応によって架橋してモノドメインLCEを得た.PMAの重量分率が30%のモノドメインLCEは、ネマチック液晶を延伸方向(SD)に沿って配向させ,SDに対して垂直方向にジグザグ状となったラメラ状ミクロ相分離構造を形成したことをX線散乱および電子顕微鏡で確認した.このLCEの短冊状試料を一端で固定して,液晶―液体相転移温度を超えて昇温すると,片端を固定した短冊状試料はSD方向に1.2倍可逆に収縮した.このときミクロ相分離構造の変形を時分割放射光X線散乱で観察し,ラメラ間隔を一定に保ったまま,ジグザグの折り畳み角度を可逆に減少させることを確認した.一方、短冊状試料を両端で固定して昇温すると、張力を200 kPaまで増加させた.このときミクロ相分離構造に変化がないこと時分割放射光X線散乱で確認した.ネマチック液晶の配向秩序は,短冊状試料を一端で固定しても両端で固定しても,昇温に伴って,同じように可逆に減少することが,偏光ラマンスペクトル法で確認された.PMAの重量分率が50%以上のLCBCPを使用して同様に調製したモノドメインLCEでは,液晶セグメントが球状に相分離し,伸縮率,張力ともに小さくなった.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Syndiotactic Poly(Substituted Methylene)s with Alkyloxycarbonyl Side Chains: Effects of Side Chain Chirality on the Main Chain Helix and Crystallinity2023

    • 著者名/発表者名
      Kiyoura Masamichi、Aizawa Yosuke、Nishimura Mihoko、Kurokawa Naruki、Tokita Masatoshi
    • 雑誌名

      Macromolecular Chemistry and Physics

      巻: 225 ページ: 2300353

    • DOI

      10.1002/macp.202300353

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion Conductivity of Liquid Crystalline Poly(substituted methylene)s Bearing Ionic Liquid Moieties at the Side Chain Ends2023

    • 著者名/発表者名
      Kiyoura Masamichi、Yoshitake Ayano、Soku Haruka、Tokita Masatoshi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 52 ページ: 516~519

    • DOI

      10.1246/cl.230129

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Smectic Layer Deformation on Mechanical Properties of Glassy Liquid Crystal Polymer Fibers2023

    • 著者名/発表者名
      Kawahara Katsuki、Suzuki Ryoji、Tokita Masatoshi
    • 雑誌名

      Macromolecular Chemistry and Physics

      巻: 224 ページ: 2300032

    • DOI

      10.1002/macp.202300032

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress Response and Deformation of Block Copolymer Lamellae on Stretching in Normal Direction: Effects of Lateral Size of Lamellae2022

    • 著者名/発表者名
      Yagi Seiichiro、Oguro Masaaki、Tokita Masatoshi
    • 雑誌名

      Macromolecular Chemistry and Physics

      巻: 223 ページ: 2100399

    • DOI

      10.1002/macp.202100399

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal Conductivity Enhancement of Liquid Crystal Polymer?Solid Particle Composites by Grafting a Main-Chain-Type Liquid Crystal Polymer onto Particle Surfaces2022

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Shinpei、Kawahara Katsuki、Tomizawa Shoki、Watanabe Yusuke、Tokita Masatoshi
    • 雑誌名

      ACS Applied Polymer Materials

      巻: 4 ページ: 6908~6915

    • DOI

      10.1021/acsapm.2c00845

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Smectic Layers on Thermal Diffusivity of Side-Chain Polymer Liquid Crystals2022

    • 著者名/発表者名
      Harada Hirofumi、Saito Takeshi、Tokita Masatoshi
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 55 ページ: 1178~1184

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.1c02222

    • 査読あり
  • [学会発表] 架橋非晶鎖が両端に結合した主鎖型ネマチック液晶性高分子の ミクロ相分離構造と伸縮挙動2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木亮之, 池田裕樹, 戸木田雅利
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 高分子スメクチック液晶の延伸による層変形と力学物性2023

    • 著者名/発表者名
      戸木田雅利
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第34回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] メソゲンが側部で主鎖と連結した液晶ブロック共重合体のミクロ相分離構造2023

    • 著者名/発表者名
      山岸さやか, 塩田怜音, 下平遼太, 戸木田雅利
    • 学会等名
      2023年繊維学会年次大会
  • [学会発表] 高分子液晶配向繊維の伸長変形によるスメクチック層変形と応力応答2023

    • 著者名/発表者名
      戸木田雅利, 河原克紀, 鈴木亮之
    • 学会等名
      2023年繊維学会年次大会
  • [学会発表] アルキル側鎖ユニット導入による液晶性ポリメタクリレートの熱拡散率の増大2023

    • 著者名/発表者名
      富澤昇輝, 齋藤威, 戸木田雅利
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 主鎖型ネマチック液晶性高分子と架橋非晶鎖からなるブロック共重合体の昇降温に伴う伸縮2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木亮之, 池田裕樹, 戸木田雅利
    • 学会等名
      2023年 繊維学会年次大会
  • [学会発表] ポリマーグラフト無機粒子を用いた材料設計2023

    • 著者名/発表者名
      戸木田雅利
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第36回秋季シンポジウム
    • 招待講演
  • [備考] 戸木田研究室

    • URL

      http://www.tokita-cap.mac.titech.ac.jp/

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公開日: 2024-12-25  

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