近接場光学顕微鏡による高密度高分子グラフト鎖の構造・ダイナミクス評価

使用近场光学显微镜评估高密度聚合物接枝链的结构和动力学

基本信息

批准号：
17034027
负责人：
青木裕之
金额：
$ 3.07万
依托单位：
Kyoto 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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

固体基板上に高密度にグラフト重合したポリメチルメタクリレート(PMMA)鎖の局所運動性を蛍光偏光解消法によって評価した。蛍光色素であるペリレンによって標識されたグラフトPMMAを、様々なグラフト密度となるようリビングラジカル重合法により作製した。このようなグラフトPMMAに対して、種々の膨潤溶媒中における鎖セグメントのナノ秒ダイナミクスを計測したところ、グラフト密度0.2chain/nm2以下の領域では、セグメントの運動性は溶媒に強く依存し、良溶媒中で高い運動性を示し、溶媒能が低下するほど運動が遅くなることが分かった。これは溶媒によってグラフト鎖のコンポメーションが変化するためであると考えられる。貧溶媒となるほど鎖は収縮した形態をとるため、分子内・分子間の立体的相互作用によって分子運動が遅くなる。一方、グラフト密度0.4chain/nm2以上の高密度グラフト鎖では、分子運動性に溶媒依存性が見られなかった。高密度領域においては、グラフト鎖同士が密に存在しているため、鎖間の立体反発によって、乾燥状態においても伸びたコンポメーションをとっている。グラフト鎖のコンポメーションはこのような鎖間相互作用による影響が強く受けるため、膨潤溶媒能に対する依存性は大きくないと考えられる。そのため、良溶媒および貧溶媒中において鎖のダイナミクスは変化しなかったものと考えられる。またグラフト鎖の固定末端および自由末端のみを選択的に蛍光ラベルすることによって、鎖上の特定部位のみの運動性を評価した。その結果、固定末端から自由末端に近づくにつれてセグメントの運動性が向上した。これは基板からの鎖のセグメント濃度プロファイルと良い相関を示しており、鎖の運動性には局所的なセグメント濃度が大きく影響することが分かった。

通过荧光极化溶液评估了在固体底物上的高密度聚合的聚氨酯金属酸（PMMA）链的局部迁移率。由荧光色素标记的移植PMMA通过生命自由基聚合方法产生，从而使各种移植物密度产生。对于这种移植PMMA，测量了各种肿胀溶剂中链节的纳秒动力学，它在中间表现出很高的运动性，发现该运动较慢，因为溶剂能力降低。这被认为是因为移植链的成分随溶剂而变化。溶剂越差，链的采用收缩形式越多，因此由于分子与分子之间的三维相互作用，分子运动较慢。另一方面，在高密度移植链中，移植密度为0.4链/NM2或更多，在分子迁移率中没有溶剂依赖性。在高密度区域中，移植链密集存在，因此由于链之间的三维反弹，该组合物也已在干燥状态下延伸。由于移植链的成分受到这种链间相互作用的强烈影响，因此对溶解溶剂能力的依赖性不大。因此，据认为，链动力学并没有改变良好的溶液和差溶剂差。另外，通过选择性地使用移植链的固定端和自由端来评估链上仅特定部分的迁移率。结果，随着固定端接近自由端，该段的迁移率得到了提高。这显示了与底物链的段浓度谱谱良好相关，发现链的迁移率对局部段浓度有很大影响。