4成分5元ブロック共重合体による新規タイリング構造の構築

使用 4 组分 5 嵌段共聚物构建新型瓷砖结构

基本信息

批准号：
21K05176
负责人：
松下裕秀
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Toyota Physical and Chemical Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ブロック・グラフト共重合体が凝集系で示す多彩なモルフォロジーのうち、メジャー成分が占めるマトリックス中でマイナー成分が作る二次元・三次元周期構造を研究対象としている。特に本研究では、マトリックス中に3種の異なるドメインを配置させる構造を実現するため、4成分5元共重合体を設計・調製して新規タイリング構造の構築を目指した。具体的にはAS1IS2P(A:poly4-vinylbenzyldimethylamine), S1, S2:polystyrene, I:polyisoprene, P:poly(2-vinylpyridine)型の5元共重合体を試料とし、S マトリックス中のA, I, P ドメインの配置状態を各成分の組成比を変える手法で制御した。試料の溶媒キャストフィルムの構造を透過型電子顕微鏡とX線小角散乱法を併用して観察した。両端鎖A, P 成分の長さが等しい場合、S1/S2 比が0.56,0.93, 1.94　の3種を親ポリマーとした。各々単体の時には、概ね周期タイリング構造が得られたが、2種のブレンドを作ると4配位、6配位の周期構造よりも5配位と6配位が混在した12回回転対称準結晶構造が出易くなることが判明した。これらの構造は△と□が混在するタイリングであり、その比はいずれも約2.3である。詳細な解析の結果、同じ比でも基底ベクトルの角度分布を見ると、4回対称、6回対称、12回対称の対称性が存在することが明らかになった。試料の分子量が約15万と大きいため、ここで得られた準周期構造のタイル辺の長さは約60nmであり、他の物質系と比べて格段に大きい。

在聚集系统中块状共聚物表现出的多种形态中，由主要组件占据的基质中的次要组件创建的二维和三维周期性结构是研究的主题。特别是，在这项研究中，我们旨在通过设计和准备四组分喹层共聚物来创建一个新的瓷砖结构，以实现一种结构，其中三个不同的域在矩阵中排列。具体而言，AS1IS2P（A：Poly4-乙烯基苯甲酰二甲基胺），S1，S2：Polystyrene，I：Polyisparene，P：Poly（2-乙烯基吡啶）类型被用作A，I，I，P域在S Matrix Contrant controngorment controngongongy condiore。使用透射电子显微镜和小角度X射线散射方法观察到样品的溶剂铸造膜的结构。当A和P组分的长度相等时，S1/S2比为0.56、0.93和1.94的三种类型的母体聚合物被用作母体聚合物。当两个部分中的每个部分中的每个部分都是循环瓷砖结构，但是发现在制作两种类型的混合物时，获得12倍旋转的对称的quasyCrystal结构要比四级和六个协调的四边形结构中的五个和六个协调更容易。这些结构是混合△和□混合的瓷砖，每个结构的比率约为2.3。一项详细的分析表明，即使以相同的比率，在查看基矢量的角度分布时，对称对称对称性也有四次，六次和12次。由于样品的分子量大约为150,000，因此此处获得的准碘结构的瓷砖侧长度约为60 nm，比其他材料系统明显大。