表面相互作用を利用したマクロ相分離の速度制御によるポリマーアロイのリサイクル

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14045246
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 陣内 浩司 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (20303935)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山中 淳平 名古屋市立大学, 薬学部, 助教授 (80220424)
• Keywords: 表面相互作用 / マクロ相分離 / リサイクル / 共焦点レーザ顕微鏡 / オイラー数 / ネットワークの連結数

Research Abstract

研究実績は以下の通り
高分子二成分混合系にシリカ球を少量混合し、相分離過程においてこれらのシリカ球の空間配置がどのように変化するかについて共焦点レーザ顕微鏡を用いて三次元観察・構造解析を行う。実生活で既に使われている商分子材料(例えばタイヤなど)は、ゴム成分だけでなく、ガラスファイバーやカーボンブラックなどの"フィラー"を含んだ系であることが多く、従って、本研究で対象としている実験系はこれらのモデル系と考えることができる。つまり、シリカ球を"フィラー"と考え、(高分子)工業材料で重要な相分離構造とフィラーの関係を調べるわけである。
前年度は共焦点レーザスキャン顕微鏡(LSCM)を用いて、相分離過程途中の相分離構造とシリカ球の相対的な位置関係を調べるための基礎を完成させた。本年度は、シリカ球が高分子混合系の相分離過程において、どのように相分離構造に取り込まれてゆくかについて実験を行った。その結果、シリカ球は相分離の早い段階から片方の成分の作る相に取り込まれてゆくこと、また、シリカ球の存在が相分離過程と形成される相分離構造の形態の両方に影響を与えることが分かった。この結果は、現在、論文として投稿準備中である。
また、以上の結果に加えて、シリカを含まない二成分高分子混合系において、形成される共連続構造の形態学的な側面(例えば、ネットワークの連結数やオイラー数など)についてLSCMで得られる三次元データから計測を行う方法、および、これらの物理量の時間変化とスケーリング則の検証なども行い、相分離過程においてこれらの形態学的なパラメーターもスケーリング則を指示することを見いだした。

Research Products

• [Publications] H.Jinnai et al.: "Emerging Technologies for the 3D Analysis of Polymer Structures"Advances in Polymer Science. (In press). (2004)
• [Publications] H.Jinnai et al.: "Effect of confinement on a phase-seperation processes in a polymer blend observed by laser scanning confocal microscopy"Phys.Rev.E. 67. 021801-021807 (2003)
• [Publications] H.Jinnai et al.: "Connectivity and topology of a phase-separating bicontinuous structure in a polymer mixture : Direct Measurements of Coordination number, Inter-junction Distances and Euler Characteristic"J.Chem.Phys.. 119. 7554-7559 (2003)
• [Publications] Y.Iwayama et al.: "Optically tunable gelled photonic crystal covering almost the entire visible light wavelength region"Langmuir. 19. 977-980 (2003)
• [Publications] A.Toyotama et al.: "Reentrant behavior in the order-disorder phase transition of a charged monodisperse latex"Langmuir. 19. 3236-3239 (2003)