2003 Fiscal Year Annual Research Report

高分子ゴム・溶融体表面の分子運動特性

Research Project

Project/Area Number	15750106
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	田中敬二九州大学, 工学研究院, 助手 (20325509)
Keywords	ポリスチレン / 表面 / 分子運動特性 / 拡散
Research Abstract	高分子表面・界面に存在する分子鎖は異種相(気相、基板等)からの影響を受けるため、バルクとは異なったエネルギー状態にある。このため、高分子の表面構造および物性はバルクとは著しく異なっている。優れた高分子表面機能材料を構築するためには、"表面構造・物性"の系統的な理解が必要である。現在までに、表面構造を制御した材料設計は行われているが、表面物性に関しては、その評価方法が確立されていないことから、材料設計の際に考慮されていないのが現状である。今年度は、高分子溶融体表面の拡散挙動について評価した。試料として単分散ポリスチレン(PS)および重水素化ポリスチレン(dPS)を用いた。(hPS/dPS)二層膜界面における分子鎖の拡散挙動を動的二次イオン質量分析(DSIMS)測定に基づき評価した。T_g^b以上の温度において、(hPS-29k/dPS-29k)二層膜の界面厚は熱処理時間の1/2乗に比例して増加した。この結果は、平均変位が時間の1/2乗に比例するFickの法則とよく対応している。一方、T_g^s以上T_g^b以下の温度である365Kで熱処理した場合、界面厚は熱処理時間の1/2乗に比例して増加した後、t=2x10^4s後で一定値((9.6±2.5)nm)に到達した。この結果は、PS膜表面に存在するセグメントはT_g^b以下の温度でも拡散することを示している。(hPS-29k/dPS-29k)二層膜界面は二枚の高分子膜表面を貼り合わせて調製しているため、増加した界面厚の1/2がセグメントの拡散した表面層に対応する。それゆえに、365KではPS-29k膜表面から4.8nmの深さ範囲がガラス-ゴム転移状態あるいはゴム状態にあると結論できる。また、熱処理温度が370Kのときには界面の拡がりは(20±2.8)nmまで増加した。この結果より、熱処理温度の増加に伴い、分子鎖熱運動性が活性化されている深さが深くなることが明らかとなった。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] 田中敬二: "単分散ポリスチレン固体膜表面のガラス転移挙動に関する研究"レオロジー学会誌. 32. 17-25 (2004)
[Publications] H.Yokoyama, K.Tanaka, et al.: "Surface Structure of Asymmetric Fluorinated Block Copolymers : poly[styrene-block-4-(perfluorooctylpropyloxy)styrene]"Macromolecules. 37. 939-945 (2004)
[Publications] T.Kajiyama, K.Tanaka, et al.: "Analysis of Surface Mobility in Polystyrene Films with Monodisperse and Bimodal Molecular Weights by Lateral Force Microscopy"J.Polym.Sci.Part A : Polym.Chem.. 42. 639-647 (2004)
[Publications] D.Kawaguchi, K.Tanaka, et al.: "Surface Composition Control via Chain End Segregation in Blend Films of Polystyrene and Poly(vinyl methyl ether)"Macromolecules. 36. 6824-6830 (2003)
[Publications] K.Tanaka, K.Hashimoto, et al.: "Visualization of Active Surface Molecular Motion in a Polystyrene Film by Scanning Viscoelasticity Microscopy"Langmuir. 19. 6573-6575 (2003)
[Publications] K.Tanaka, D.Kawaguchi, et al.: "Surface Segregation of Chain Ends in α,ω-Fluoroalkyl-Terminated Polystyrenes Films"Polymer. 44. 4171-4177 (2003)
[Publications] 高原淳, 田中敬二, 他: "表面解析・改質の化学、第1部、5.走査フォース顕微鏡"日刊工業新聞社. 43-50 (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

高分子ゴム・溶融体表面の分子運動特性

Principal Investigator

田中 敬二 九州大学, 工学研究院, 助手 (20325509)

Research Products

[Publications] 田中敬二: "単分散ポリスチレン固体膜表面のガラス転移挙動に関する研究"レオロジー学会誌. 32. 17-25 (2004)

[Publications] H.Yokoyama, K.Tanaka, et al.: "Surface Structure of Asymmetric Fluorinated Block Copolymers : poly[styrene-block-4-(perfluorooctylpropyloxy)styrene]"Macromolecules. 37. 939-945 (2004)

[Publications] T.Kajiyama, K.Tanaka, et al.: "Analysis of Surface Mobility in Polystyrene Films with Monodisperse and Bimodal Molecular Weights by Lateral Force Microscopy"J.Polym.Sci.Part A : Polym.Chem.. 42. 639-647 (2004)

[Publications] D.Kawaguchi, K.Tanaka, et al.: "Surface Composition Control via Chain End Segregation in Blend Films of Polystyrene and Poly(vinyl methyl ether)"Macromolecules. 36. 6824-6830 (2003)

[Publications] K.Tanaka, K.Hashimoto, et al.: "Visualization of Active Surface Molecular Motion in a Polystyrene Film by Scanning Viscoelasticity Microscopy"Langmuir. 19. 6573-6575 (2003)

[Publications] K.Tanaka, D.Kawaguchi, et al.: "Surface Segregation of Chain Ends in α,ω-Fluoroalkyl-Terminated Polystyrenes Films"Polymer. 44. 4171-4177 (2003)

[Publications] 高原 淳, 田中敬二, 他: "表面解析・改質の化学、第1部、5.走査フォース顕微鏡"日刊工業新聞社. 43-50 (2004)

田中敬二九州大学, 工学研究院, 助手 (20325509)

[Publications] 高原淳, 田中敬二, 他: "表面解析・改質の化学、第1部、5.走査フォース顕微鏡"日刊工業新聞社. 43-50 (2004)