2003 Fiscal Year Annual Research Report
液晶場における主鎖型高分子の特異な配向挙動と鎖状形態
Project/Area Number |
02J06390
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
長田 健介 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特別研究員(PD)
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Keywords | スメクチック液晶 / 主鎖型液晶高分子 / lamella / 動的粘弾性 / chain folding / X線回折測定 / 力学測定 / 力学緩和 |
Research Abstract |
主鎖型液晶高分子は液晶を発現するメソゲンと呼ばれる剛直なパートを柔軟なアルキレン鎖で連結した構造を有している。したがって液晶場における高分子鎖の鎖状形態は液晶性と高分子性との相関で決まってくると考えられるが、現在のところ明らかになってはいない。これまでの研究を通し我々はそれを折りたたみ鎖ラメラ構造であると考えている。しかしながら小角X線散乱測定からはラメラ構造をとらえることが出来なかった。そこで液晶場に外場変形を与えることにより引き起こされる構造変化を通して液晶場の鎖状形態をとらえようとしている。変形を与えるにあたり液晶場において高分子がどの様な運動性を有しているのかを明らかにする必要がある。そこで、液晶ガラス状態-液晶相にわたる広い温度範囲において動的粘弾性測定を行うことでスメクチックCA液晶を発現する主鎖型液晶高分子の運動性を見た。かつ異なる配向を有した試料を作製することにより、高分子鎖方向(スメクチック層に対し垂直)と高分子鎖と垂直な方向(スメクチック層に平行)のそれぞれの運動モードをとらえることに成功した。さらに得られた粘弾性データをWLF式でフィッテングすることにより測定できない温度における運動の異方性も見積った。続いて、スメクチック液晶相で延伸あるいは回転によるシェアストレスに対する高分子鎖の挙動をX線回折測定、力学測定、分光学測定を通して明らかにし、液晶場における鎖状形態、ダイナミクスをとらえた。測定温度、変形速度により全く異なる二種の配向状態を得ることが出来た。また、配向が入れ替わる様子を捉えることに成功した。高分子鎖の配向挙動は、液晶の異方的な分子運動が外からの変形をいかに緩和するかにより決まることを見いだした。
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Research Products
(2 results)
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[Publications] M.Tokita, et al.: "Parallel ande Perpendicular Orientations Observed in Shear Aligned SCA Liquid Crystal of Main-Chain Polyester"Macromolecules. (In press).
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[Publications] K.Osada, et al.: "Thermotropic Liquid Crystals of Main-Chain Polyesters Having a Masogenic 4,4'-Biphenyldicarboxylate Unit 14. Anisotropic Micro-Brownian Motions of Polymer in Smectic CA Phase"Macromolecular Chemistry and Physics. (accept).