高分子混合系の相転移に関する基礎研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63470090
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 橋本 竹治 京都大学, 工学部, 助教授 (20026230)
• 研究分担者: 中井 明美 京都大学, 工学部, 教務職員 (00115891) ; 西条 賢次 京都大学, 工学部, 教務職員 (60115847) ; 長谷川 博一 京都大学, 工学部, 助手 (60127123) ; 末広 祥二 京都大学, 工学部, 助手 (50115862)
• キーワード: 高分子混合系(ブレンド) / 相転移 / ブロック共重合体 / ポリマ-アロイ / (ミクロ)ドメイン構造 / スピノ-ダル分解 / 相分解 / ミクロ相分離

研究概要

本年度の業績は以下に示す3項目に分類し記述することができる。
1.ブロック共重合体単独系及びブロック共重合体を1成分として含んだ高分子混合系の相転移と構造形成
ブロック共重合体A-B/Aホモポリマ-混合系の熱力学安定性を理論的に検討し、二種の相転移(ミクロ及びマクロ相転移)の安定性限界に与える種々の分子パラメ-タ及び熱力学的環境変数、それらの役割を明らかにするとともに、多彩な秩序構造形成過程の可能性が存在することを予言した(研究発表(1))。更にA-B/A、A-B/B混合系の秩序状態の構造(ミクロドメイン構造)に関する実験成果を得るとともに(発表(2)-(4))、ブロック共重合体単独系の秩序-無秩序転移に関する成果を得た(発表(5)、(6))。
2.高分子混合系の相転移に伴う秩序構造形成とダイナミックス
二元混合系A/Bのスピノ-ダル分解(SD)後期過程に於ける秩序構造形成のダイナミックスを時間分解光散乱法により研究し、得られた結果に対して動的スケ-リング仮設が成立することを明らかにした(発表(7))。更に構造関数の動的スケ-リングの可否を広い波数領域qにわたり研究し、スケ-リング関数が時間tに対して普遍的であるq領域と普遍性が破れるq領域が存在することを発見し、相分離構造界面の時間発展に関して重要な新知見を得た(発表(8)、(9))。また成長しつつある秩序構造の化学反応による固定化の方法を発見(発表(10))するとともに構造成長の自然停止の現象を発見した(発表(11))。
3.高分子混合系の相転移と自己組織化構造に及ぼす外場の効果
二相相分離状態にある非相溶分子混合系が、ズリ変形下で均一一相化すること(発表(12))、分子混合系のズリ流動により臨界点の低下が、低分子系のそれに比し極めて大きいこと(約一万倍大きい)を発見するとともに((13))、ゲルの変形と相転移、構造形成に関する知見を得た((14))。

研究成果

• [文献書誌] 田中秀明、他: "Ordered Structure in Mixtures of a Block Copplymer and Homopolymers.I.Solubilization of Low-Molecular-Weight Homopolymers." Macromolecules. 23. (1990)
• [文献書誌] 橋本竹治、他: "Ordered Structure in Mixtures of a Block Copolymer and Homopolymers.II.Effects of Molecular Weights of Homopolymers." Macromolecules. 23. (1990)
• [文献書誌] 小泉智、他: "Mutual Diffusion of Block Polymer and Homopolymer.Visuslization Using Microdomain as a Probe." Macromolecules. 23. (1990)
• [文献書誌] 伊地知靖人、他: "Order-Disorder Transition of Star Block Copolymers.2.Effect of Arm Number" Macromolecules. 22. 2817-2824 (1989)
• [文献書誌] 森啓治、他: "Small-Angle X-Ray Scattering from Block Copolymers in Disordered State:2.Effect of Molecular Weight Distribution" Polymer. 30. 1389-1398 (1989)
• [文献書誌] 泉谷辰雄、他: "Slow Spinodal Decomposition in Binary Liquid Mixtures of Polymers.3.Scaling Analyses of Later-Stage Unmixing." Journal of Chemical Physics. 92. (1990)
• [文献書誌] 橋本竹治、他: "Sharp Scaled Structure Factor Observed for Late Stage Spinodal Decomposition of Polymer Mixtures" Polymer Communications. 30. 45-47 (1989)
• [文献書誌] 竹中幹人、他: "Slow Spinodal Decomposition in Binary Liquid Mixtures of Polymers.4.Scaled Structure Factor for Later-Stage Unmixing" Journal of Chemical Physics. 92. (1990)
• [文献書誌] 橋本竹治、他: "Morphology Control of Polymer by a Chemical Pinning of Spinodal Decomposition" Polymer Communications. 30. 177-179 (1989)
• [文献書誌] 橋本竹治、他: "Homogenization of Immiscible Rubber/Rubber Polymer Mixtures by Uniaxial Compression" Macromolecules. 22. 2293-2302 (1989)
• [文献書誌] 武部智明、他: "Shear-induced Homogenization of Semidilute Solution of Polymer Mixture and Unmixing after Cessation of the Shear" Joural of Chemical Physics. 91. 4369-4379 (1989)
• [文献書誌] 武部智明、他: "Quasielastic Light Scattering Studies of Swollen and Stretched Polymer Gels" Journal of Chemical Physics. 91. 4360-4368 (1989)
• [文献書誌] 橋本竹治、他: "Phase Transitions of Block Copolymer/Homopolymer Mixtures" Springer-Verlag Berlin, 11 (1989)
• [文献書誌] 竹中幹人、他: "“Contemporay Topics in Polymer Science,volume 6"on Multiphase Macromolecular Systems Symposium" Plenum Press, 22 (1989)