A Novel Design and Phase Ordering in Interpenetrating Polymer Networks by Alternative Irradiation Using Light with Two Different Wavelengths

通过使用两种不同波长的光交替照射实现互穿聚合物网络的新颖设计和相排序

• 批准号: 17K05995
• 负责人: 宮田 貴章
• 金额: $ 3.24万
• 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 (C)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17K05995/
• 关键词: Polystyrene; Polymethyl methacrylate; 相互侵入高分子網目; 共連続構造; 多層カーボンナノチューブ; 導電率; 高分子混合系; 相分離; 光重合

Polystyrene (PS) と Poly(methyl methacrylate)(PMMA) の 相互侵入高分子網目(full-IPNs)を紫外光と可視光の重合・架橋により別々にネットワークを構築した。PS のネットワークをPS鎖上にラベルした Anthracene の光二量化反応、また PMMAのネットワークがethylene dimethacrylate を架橋剤として可視光照射で光重合・架橋を行った。弱い光強度で重合・架橋する場合、混合物が核生成・成長の領域に突入し、droplet の分散モルフォロジー が得られ、また、強い光強度を照射する場合、混合系が不安定領域に入り、共連続構造が発現した。様々な光強度を用いるとPMMA-rich 相とPS-rich相の共連続構造が得られる条件下で、光強度と共連続構造の周期との相関関係を明らかにした。これらの共連続構造を有効に利用するため、光重合を行う前に多層カーボンナノチューブを混合系に導入した。光重合・架橋で形成した共連続構造にカーボンナノチューブが選択的にPS-rich 相に分散することを発見した。種々の照射条件下でPS-rich 相に MWCNTs を分散させ、IPNs 内にカーボンナノチューブのネットワークを構築できた。さらに、照射条件を変化させることにより、MWCNTs ネットワークの分布を制御できた。さらに、I-V (強度・電圧)の測定から、ネットワークの導電性をIPNs の共連続構造の分布の制御によって、向上することがわかった。これらの実験結果に基づき、空間的に空間的に均一な光照射から非一様な光照射へ展開している。その相分離機構のみならず、光照射でミクロン域に制限した相分離の利用により、高分子マトリックス中にMWCNTs の配線やミクロ回路の構築について、現在、実験的に検討している。

聚苯乙烯（PS）和聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）的互穿聚合物网络（全IPN）通过聚合和可见光的聚合和交联。蒽的光二聚化反应在PS链上标记为PS网络，PMMA网络通过使用乙烯二甲基丙烯酸酯作为交联剂的可见光照射将光聚合和交联。当聚合和与弱光强度交联时，混合物进入成核和生长区域，从而导致液滴的分散形态。此外，当用强度强的光强度照射时，混合系统进入不稳定的区域，并出现连续结构。在条件下，可以使用各种光强度获得光强度与共连接结构周期之间的相关性，从而阐明了富含PMMA的相结构和富含PS的相位。为了有效利用这些共连接结构，在进行光聚合之前，将多壁碳纳米管引入混合系统中。已经发现，碳纳米管被选择性地分散在富含PS的相结构中，该结构是由光聚合和交联成形成的。在各种辐照条件下，MWCNT分散在富含PS的阶段，并且可以在IPN中构建碳纳米管网络。此外，通过改变辐照条件，可以控制MWCNT网络的分布。此外，I-V（强度和电压）测量结果表明，通过控制IPN的共连接结构的分布来提高网络的电导率。基于这些实验结果，辐照从空间均匀的光扩展到非均匀的光。不仅是这种相分离机制，而且我们目前还通过利用光照射的相分离限制在微米范围内的相位分离来研究聚合物基质中MWCNT的接线和微电路的构建。

项目成果

二成分系ポリマーブレンドにおける非一様なパターン光照射で誘起したモルフォロジーの形成過程に関する研究

非均匀图案光照射二元聚合物共混物形貌形成过程研究

• 发表时间: 2017
• 作者: 山下祐希;大谷 顕三;中西 英行;則末 智久;宮田 貴章
• 通讯作者: 宮田 貴章

Conducting Polymer Networks Synthesized by Photopolymerization-Induced Phase Separation

光聚合诱导相分离合成的导电聚合物网络

• DOI: 10.1088/2043-6254/aaabae
• 发表时间: 2018
• 期刊: Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology
• 作者: Yuki YAMASHITA;Kana KOMORI;Tasuku MURATA;Hideyuki NAKANISHI;Takeshi YAMAO;Qui TRAN-CONG-MIYATA
• 通讯作者: Qui TRAN-CONG-MIYATA