表面・界面における高分子単分子膜の動的特性の解析

聚合物单层表面和界面的动态特性分析

基本信息

批准号：
06651050
负责人：
伊藤紳三郎
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では表面・界面にLB法をもちいて作製された高分子超薄膜の動的な特性を蛍光分光法により明らかにすることを目指した。その主な研究対象は次の2項目であった。1.気水界面における高分子単分子膜の動的特性。単分子膜形成能をもつ高分子材料に蛍光ラベルしたうえで、気水界面における高分子単分子膜内での二次元並進拡散・面内回転拡散速度をもとめた。前者には分子間の衝突頻度を測定できるエネルギー移動法を、後者には時間分解蛍光偏光解消法を適用した。累積性の優れたポリビニルアセタール膜では、高粘性液体に相当する並進拡散係数が測定された。また偏光解消法においても速い回転拡散成分が観測された。蛍光法により明かにされた分子レベルでの運動性は気水界面における単分子膜が高粘性液体としての特性を持つことを示した。これに対し、マクロ的に求められた膜の表面粘性は高分子側鎖長により大きく変化した。長い側鎖は水面での分子間凝集力を著しく増大させるものの、自由体積が比較的おおきな高分子鎖の二次元構造により流動的な膜粘性が保たれていることが明かとなった。2.固体基板に累積された高分子LB膜の構造緩和特性。固体基板に積層された高分子LB膜では熱により高分子主鎖および側鎖のミクロ分子運動が起こり、膜全体としての層構造緩和を起こした。蛍光プローブをもちいたエネルギー移動現象を観測することにより、分子レベルでおこる構造緩和の特性を調べた。その結果、高分子自体のもつTg、分子量、相溶性が緩和現象を決定する要因であり、なかでも高分子鎖が2次元面内でもつ非平衡コンフォメーションからのエントロピー緩和がその実体であることを明かにした。

这项研究旨在阐明通过在表面上使用LB方法和荧光光谱界面产生的超薄聚合物膜的动态特性。这项研究的主要主题是以下两个项目：1。聚合物单层在气水界面上的动态特性。在具有单层形成能力的聚合物材料的荧光标记后，确定了聚合物单层内的二维翻译扩散和平面旋转扩散速率。前者是一种能量转移方法，可以测量分子之间的碰撞频率，而后者是时间分辨的荧光去极化方法。在具有出色累积特性的聚乙烯基乙酰膜中，测量了与高粘性液体相对应的平移扩散系数。此外，在去极化方法中观察到快速旋转扩散成分。荧光揭示的分子水平的运动性表明，气水界面处的单层具有高粘性液体的特性。相比之下，根据宏观的角度确定膜的表面粘度，取决于聚合物侧链长度。尽管较长的链链显着增加了水面上分子间的内聚力，但已经显示，聚合物链的二维结构具有相对较大的游离体积，可维持流体膜粘度。 2。聚合物LB膜的结构弛豫特性积累在固体底物上。在聚合物LB膜中层压在固体底物上，聚合物主链和侧链的微分子运动是由于热而导致的，从而导致整个膜的层结构放松。通过使用荧光探针观察能量转移现象，研究了在分子水平上发生的结构弛豫的特性。结果，发现聚合物本身的TG，分子量和兼容性是决定弛豫现象的因素，并且该物质是来自非平衡构象的熵弛豫，其中聚合物链在二维平面中是在二维平面中。