絡みあった高分子マトリックス中に分散した球状ミクロドメインの配列を支配する物理

控制分散在缠结聚合物基质中的球形微域排列的物理原理

基本信息

批准号：
19031015
负责人：
櫻井伸一
金额：
$ 3.58万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

ブロック共重合体は、ナノメータースケールで相分離して構造を形成する。これはミクロ相分離構造と呼ばれており、球状、棒状、ラメラ状、ジャイロイド状の形態が知られている。球状構造の場合、体心立方格子(bcc)を組むことが知られているが、球の充填個数密度を考えると、bccではなく、面心立方格子(fcc)配列の方が理に叶っている。しかしながら実際は、fcc配列の存在を実験で立証した例は皆無に近い。本研究では、なぜfccの配列が不安定なのか、その理由を鎖状高分子の特徴に立脚して理解し、それを克服してfcc配列の実現を果たすことを目的とした。ブロック共重合体にホモポリマーをブレンドした試料を用いて、規則的なfcc配列を実現させることに成功した。それのみならずfcc格子が自発的に高度に配向することを見いだした(サブテーマ1)。さらに、サブテーマ2では、球状ドメインの一方向の合体によって得られるシリンダー構造が、膜面に対して垂直に配向したようなフィルムが有する異方的な特性(光学特性と力学特性)を明確に示す実験を行ったとともに、異方的光学特性を利用したマイクロメータスケールでの構造解析も行った。また、サブテーマ3では、球状ドメインを形成するブロック共重合体試料の最も有効な用途である熱可塑性エラストマーについて、ウルトラ超小角X線散乱実験を行うことにより、一軸延伸にともなう内部構造の変化をサブミクロンスケールで明らかにした。

嵌段共聚物通过纳米级的相分离形成结构。这被称为微相分离结构，并且已知球形、棒状、层状和螺旋形状。在球形结构的情况下，已知体心立方晶格（bcc）排列，但当考虑球体的堆积密度时，使用面心立方晶格（fcc）排列更符合逻辑有密件抄送。然而现实中，几乎没有实验例子证明fcc序列的存在。本研究的目的是根据链状聚合物的特性，了解为什么fcc序列不稳定，并克服这个问题，实现fcc序列。我们使用嵌段共聚物和均聚物混合的样品成功实现了规则的 FCC 排列。此外，我们发现 FCC 晶格是高度自发取向的（子主题 1）。此外，在子主题2中，通过球形域单向合并获得的圆柱形结构清楚地显示了垂直于薄膜表面取向的薄膜的各向异性特性（光学和机械特性）除了进行实验来证明这一点之外。利用各向异性光学特性进行微米尺度的结构分析。此外，在子主题3中，我们对热塑性弹性体进行了超小角度X射线散射实验，这是形成球形区域的嵌段共聚物样品的最有效用途，以研究由于单轴拉伸而导致的内部结构的变化。亚微米尺度。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Ultra small-angle X-ray scattering studies on structural changes in micrometers upon uniaxial stretching of segmented polyurethaneureas

DOI：
10.1016/j.polymer.2008.12.050
发表时间：
2009-03
期刊：
Polymer
影响因子：
4.6
作者：
S. Sakurai;H. Yoshida;F. Hashimoto;M. Shibaya;H. Ishihara;N. Yoshihara;S. Nishitsuji;M. Takenaka
通讯作者：
S. Sakurai;H. Yoshida;F. Hashimoto;M. Shibaya;H. Ishihara;N. Yoshihara;S. Nishitsuji;M. Takenaka

視斜角入射小角X線散乱による球状ミクロ相分離構造の表面誘起FCC相の検出と無秩序転移に関する研究

斜入射小角X射线散射检测球形微相分离结构中表面诱发的FCC相及无序转变研究

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
櫻井伸一;安井章文;福原淳仁;下島琢磨;増永啓康;佐々木園;奥田浩司
通讯作者：
奥田浩司

Spontaneous Perpendicular Orientation of Cylindrical Microdomains in a Block Copolymer Thick Film

嵌段共聚物厚膜中圆柱形微区的自发垂直取向

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Macromolecules 42
影响因子：
0
作者：
Shinichi Sakurai;Hiromichi Bando;Hidekazu Yoshida;Ryoko Fukuoka;Masahiro Mouri;Katsuhiro Yamamoto;and Shigeru Okamoto
通讯作者：
and Shigeru Okamoto

Smectic C to Cubic Phase Transition of 4'-n-docosyloxy-3'- nitrobiphenyl- 4-carboxylic Acid(ANBC-22)and AC Electric Field Effect

4-正二十二烷氧基-3-硝基联苯-4-羧酸(ANBC-22)的近晶C相到立方相转变及交流电场效应

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Journal of Physical Chemistry B 113
影响因子：
0
作者：
Shoichi Kutsumizu;Kouhei Hosoyama;Makoto Yamada;Katsufumi Tanaka;Ryuichi Akiyama;Shinichi Sakurai;and Eiji Funai
通讯作者：
and Eiji Funai

視斜角入射小角X線散乱による球状ミクロ相分離構造の表面誘起FCC相の検出

斜入射小角X射线散射检测球形微相分离结构中表面诱发的FCC相