ブロック共重合体ダイナミクスに対する熱力学的拘束と空間的拘束の効果

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21350063
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 渡辺 宏 京都大学, 化学研究所, 教授 (90167164)
• 研究分担者: 増渕 雄一 京都大学, 化学研究所, 准教授 (40291281) ; 松宮 由実 京都大学, 化学研究所, 助教 (00378853) ; 畝山 多加志 京都大学, 化学研究所, 助教 (10524720)
• キーワード: トリブロック共重合体 / 熱力学的拘束 / 絡み合い / 絡み合い / A型双極子 / ポリイソプレン / 誘電緩和 / 高分子ダイナミクス

研究概要

ポリスチレン(PS)-シスポリイソプレン(PI)-ポリスチレン(PS)トリブロック共重合体、および、この共重合体と種々の分子量のホモポリイソプレン(hPI)-をブレンドした系について、PSがガラス状となる室温付近で誘電測定を行った。PI,hPIは主鎖に平行な双極子を有するので、その末端間の揺らぎが誘電活性となる。共重合体系、ブレンド系ともに、球状のPIドメインを形成していることが小角X線散乱測定、電子顕微鏡観察で確認された。
共重合体バルク系については、PIブロックの両端がガラス状のPSマトリクスに固定されているため、このブロックの末端間揺らぎは発生せず、誘電緩和は観察されなかった。一方、ブレンド系では、PIドメイン中に混合されたhPIゲスト鎖の末端間揺らぎが誘電緩和として観察された。この緩和に対応する誘電損失ε"は低周波数域においてベキ乗型の周波数(ω)依存性を示し、終端挙動(ε"∝ω)は観察されなかった。この結果は、PIドメイン中のhPIゲスト鎖の大規模運動が、バルクhPI系に比べて遅延されていることを示す。さらに、非絡み合い域から絡み合い域をカバーする分子量域において、このベキ乗型の遅延の程度が分子量に依存しないことが見出された。この結果は、遅延をもたらすPIドメイン内の熱力学的拘束は絡み合いとは無関係であり、この拘束が鎖運動に与える影響が空間スケールに対して自己相似的であることを示唆する。この自己相似性についての新知見は、ブロック共重合体のダイナミクスの理解を一段と進展させるものである。

研究成果

• [雑誌論文] Primitive Chain Network Simulation of Elongational Flows of Entangled Linear Chains : Stretch/Orientation-induced Reduction of Monomeric Friction (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yaoita, T. Isaki, Y. Masubuchi, H. Watanabe, G. Ianniruberto, and G. Marrucci
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: vol.45 ページ: 2773-2782
  • DOI: DOI:10.1021/ma202525v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective Value of the Dynamic Dilution Exponent in Bidisperse Linear Polymers : from 1 to 4/3 (2012)
  • 著者名/発表者名: E. van Ruymbeke, Y. Masubuchi, and H. Watanabe
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: vol.45 ページ: 2085-2098
  • DOI: DOI:10.1021/ma202167q
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primitive chain network simulations for comb-branched polymer under step shear deformations (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Masubuchi, Y. Matsumiya, H. Watanabe, S. Shiromoto, M. Tsutsubuchi, and Y. Togawa
  • 雑誌名: Rheol. Acta 巻: vol.51 ページ: 192-200
  • DOI: DOI:10.1007/s00397-011-0574-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical and Stuctural Investigation of Isotropic and Anisotropic Thermoplastic Magnetorheological Elastomer Composites Based on Poly(styrene-b-ethylene-co-butylene-b-styrene) (SEBS) (2012)
  • 著者名/発表者名: X.Lu, X.Qiao, H.Watanabe, X.Gong, T.Yang, W.Li, K.Sun, M.Li, K.Yang, H.Xie, Q.Yin, D.Wang, X.Chen
  • 雑誌名: Rheol.Acta 巻: 51 ページ: 37-50
  • DOI: DOI:10.1007/s00397-011-0582-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics in Miscible Blends of Polyisoprene and Poly(p-tert-butyl styrene) : Thermo-Rheological Behavior of Components (2012)
  • 著者名/発表者名: Q.Chen, Y.Matsumiya, H.Watanabe
  • 雑誌名: Polymer J. 巻: 44 ページ: 102-114
  • DOI: DOI:10.1038/Pj.2011.33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear Rheology of Telechelic Associative Polymer Networks : Shear Thickening and Thinning Behavior of (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki, T.Uneyama, T.Inoue, H.Watanabe
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 45 ページ: 888-898
  • DOI: DOI:10.1021/ma202050x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rheology of Aqueous Solution of Hydrophobically Modified Ethoxylated Urethane (HEUR) with Fluorescent Probes at Chain Ends : Thinning Mechanism (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki, T.Uneyama, T.Inoue, H.Watanabe
  • 雑誌名: J.Soc.Rheol.Japan 巻: 40 ページ: 31-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric Behavior of Guest cis-Polyisoprene Confined in Spherical Microdomain of Triblock Copolymer (2012)
  • 著者名/発表者名: Q.Chen, Y.Matsumiya, T.Iwamoto, K.Nishida, T.Kanaya, H.Watanabe, A.Takano, K.Matsuoka, Y.Matsushita
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 45 ページ: 2809-2819
  • DOI: DOI:10.1021/ma3001687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic Mobility Model for Polymers under Shear and its Linear Response Functions (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Uneyama, K. Horio, and H. Watanabe
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: vol.83 ページ: 1-15
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.83.061802
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primitive Chain Network Simulations for Asymmetric Star Polymers (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Masubuchi, T. Yaoita, Y. Matsumiya, and H. Watanabe
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 巻: vol.134 ページ: 1-7
  • DOI: DOI:10.1063/1.3590276
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entanglement Dynamics in Miscible Polyisoprene/Poly(p-tert-butyl styrene) Blends (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Watanabe, Q. Chen, Y. Kawasaki, Y. Matsumiya, T. Inoue, and O. Urakawa
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: vol.44 ページ: 1570-1584
  • DOI: DOI:10.1021/ma102596b
• [雑誌論文] Dynamics of Polyisoprene-Poly(p-tert-butyl styrene) Diblock Copolymer in Disordered State (2011)
  • 著者名/発表者名: Q.Chen, Y.Matsumiya, Y.Masubuchi, H.Watanabe, T.Inoue
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 44 ページ: 1585-1602
  • DOI: DOI:10.1021/ma102595f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric and Viscoelastic Investigation of Segmental Dynamics of Polystyrene above Glass Transition Temperature : Cooperative Sequence Length and Relaxation Mode Distribution (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumiya, A.Uno, H.Watanabe, T.Inoue, O.Urakawa
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 44 ページ: 4355-4365
  • DOI: DOI:10.1021/ma200631p
  • 査読あり
• [雑誌論文] Miscibility of Chitosan/Poly(ethylene oxide) Blends and Effect of Doping Alkali and Alkali Earth Metal Ions on Chitosan/PEO Interaction (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Rakkapaoa, V.Vao-soongnema, Y.Masubuchi, H.Watanabe
  • 雑誌名: Polymer 巻: 52 ページ: 2618-2627
  • DOI: DOI:10.1016/j.polymer.2011.03.044
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Note for Kohlrausch-Williams-Watts Relaxation Function (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawasaki, H.Watanabe, T.Uneyama
  • 雑誌名: J.Soc.Rheol.Japan 巻: 39 ページ: 127-131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study of chain conformation on shear banding using diffusive Rolie-Poly model (2011)
  • 著者名/発表者名: C.Chung, T.Uneyama, Y.Masubuchi, H.Watanabe
  • 雑誌名: Rheol.Acta 巻: 50 ページ: 753-766
  • DOI: DOI:10.1007/s00397-011-0554-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primitive Chain Network Simulation of Elongational Flows of Entangled Linear Chains : 1. Role of Finite Chain (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yaoita, T.Isaki, Y.Masubuchi, H.Watanabe, G.Ianniruberto, G.Marrucci
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 44 ページ: 9675-9682
  • DOI: DOI:10.1021/ma202166y
  • 査読あり
• [学会発表] Combining Dielectric Spectroscopy and Rheology to Study Polymer Dynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Watanabe
  • 学会等名: Dynacop Summer School "Understanding polymer dynamics: state of the art and challenges"
  • 発表場所: Capri, Italy(招待講演)
  • 年月日: 20110620-20110622
• [学会発表] Conformational Change of Bead-Spring Chain During Creep Process : Interplay of Eigenmodes (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Watanabe
  • 学会等名: 2011 AlChE Annual Meeting
  • 発表場所: Minneapolis, MN, USA(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] Entanglement Relaxation in Miscible Polymer Blends (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Watanabe
  • 学会等名: The Society of Rheology 83rd Annual Meeting
  • 発表場所: Cleveland, Ohio, USA
  • 年月日: 2011-10-11
• [学会発表] Component Dynamics in Miscible Blends (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Watanabe
  • 学会等名: 7th Annual European Rheology Conference
  • 発表場所: Suzdal, Russia(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-13
• [図書] Rheo-Dielectric Behavior of Soft Matters, in Non-Equilibrium Soft Matter Physics, vol.4, Chapter 2 (pp 37-87)(edited by S.Komura and T.Ohta) (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Watanabe, Y.Matsumiya, K.Horio, Y.Masubuchi, T.Uneyama
  • 総ページ数: 422
  • 出版者: World Scientific (Singapore)
• [備考]
  • URL: http://rheology.minority.jp/jp/