グラフト共重合体の界面での配向の制御による分離機能設計

通过控制接枝共聚物界面取向设计分离功能

• 批准号: 01604551
• 负责人: 川上 雄資
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01604551/
• 关键词: 膜; 構造-機能相関; 固体NMR; 分子設計; フリ-ボリュ-ム; ガラス転移温度; 気体透過; 拡散係数

グラフト共重合体、櫛型ポリマ-などのマクロ、あるいは、ミクロな界面でのポリマ-の制御された配向を利用して、より高性能な分離機能材料を開発する原理を確立することを目的とした。マクロな界面を形成するブレンド膜では、表面修飾膜として、その界面を利用するのが有効であり、透過性、透過選択性の両立が可能であることを示した。このような界面でのグラフト共重合体の挙動に基本的な検討を加えるために、両親媒性グラフト共重合体の気-水界面での展開挙動を検討した。親水性の幹をもち、ポリスチレンやポリジメチルシロキサンを枝とするグラフト共重合体は、枝をコイル状として(ポリスチレン)、あるいは、水面上に広げて(ポリジメチルシロキサン)界面に存在していることがわかった。ポリマ-主鎖の軟さ、疎水性などが水面上での展開挙動、ひいては、界面での挙動を支配しているという知見を得た。一方、マクロには、相分離していないと考えられる。櫛型ポリマ-でも、ミクロナな意味では、主鎖側鎖の界面などが存在すると考えられる。このような系では、主鎖-側鎖間の相互作用が重要である。固体NMRの飽和より、この点について検討した。気体透過係数と、ピ-クの半値幅との間の定量的関係を確立することができた。気体の透過係数は、従来から言われていたポリマ-のガラス転移温度とは、必ずしも対応つけられるのではなく、特にガラス転移温度の低いポリマ-では、主鎖、側鎖セグメントの運動性が重要な因子であることを明確にすることができた。いずれにしても、これらの値は、ポリマ-のフリ-ボリュ-ムと密接に関連しており、ガラス転移温度炉を考慮した。動的な意味でのフリ-ボリュ-ムの定量化が必要であり、今後の検討課題である。なお購入した液体クロマトグラフは、ポリマ-の同定に有効に使用している。

本研究的目的是建立一个原理，通过利用聚合物在宏观或微观界面（例如接枝共聚物和梳形聚合物）的受控取向来开发更高性能的分离功能材料。对于形成宏观界面的共混膜，表明利用该界面作为表面改性膜是有效的，并且可以同时实现渗透性和选择性渗透。为了从根本上研究接枝共聚物在此类界面上的行为，我们研究了两亲性接枝共聚物在空气-水界面上的展开行为。据我所知，具有亲水主干和聚苯乙烯或聚二甲基硅氧烷支链的接枝共聚物存在于界面上，支链盘绕（聚苯乙烯）或展开在水面上（聚二甲基硅氧烷）。我们了解到，聚合物主链的柔软性和疏水性决定了其在水面上的展开行为，进而决定了其在界面上的行为。另一方面，宏观上认为不存在相分离。即使在梳状聚合物中，在微观意义上，人们认为主链和侧链之间也存在界面。在这样的系统中，主链和侧链之间的相互作用很重要。我们从固态NMR的饱和度研究了这一点。我们能够建立气体渗透系数和峰半宽度之间的定量关系。气体渗透系数不一定与传统上所说的聚合物的玻璃化转变温度相对应，但主链和侧链链段的流动性对于玻璃化转变温度较低的聚合物尤为重要。澄清这是一个重要因素。无论如何，这些值与聚合物的自由体积密切相关，并考虑到玻璃化转变温度炉。有必要从动态意义上量化自由体积，这是未来研究的课题。购买的液相色谱仪正在有效地用于聚合物鉴定。

项目成果

川上雄資(分担執筆): "Comprehensive Polymer Science" Pergamon, 44 (1989)

川上裕二（撰稿人）：《综合高分子科学》Pergamon，44（1989）

川上雄資: "Synthesis and Polymerization of Mono P-Substituted Triphenylmethy Methacrylate" Polym.J.(1990)

Yuji Kawakami：“单 P-取代的甲基丙烯酸三苯甲酯的合成和聚合”Polym.J。

川上雄資: "マクロマ-を用いる機能性高分子の合成" 海外高分子研究.

川上雄二：《利用大分子单体合成功能性聚合物》海外聚合物研究。

川上雄資: "高分子膜の気体透過機能設計" 表面. 28. 209-223 (1990)

Yuji Kawakami：“聚合物膜的气体渗透功能的设计”表面28。209-223（1990）。

川上雄資: "Liquid Crystalline Polymers with Polyoxetane Main Chain" Polym.Comm.

Yuji Kawakami：“具有聚氧杂环丁烷主链的液晶聚合物”Polym.Comm。