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。

我们通过紫外光和可见光聚合和交联分别构建了聚苯乙烯（PS）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的互穿聚合物网络（全IPN）。在PS链上标记蒽，将PS网络光二聚化；以二甲基丙烯酸乙二酯为交联剂，通过可见光照射使PMMA网络光聚合交联。当低光强进行聚合交联时，混合物进入成核和生长区域，得到分散的液滴形貌，而当强光强照射时，混合物体系进入不稳定区域，并共存为连续结构。发达。我们阐明了在使用不同光强度获得富含 PMMA 和富含 PS 相的共连续结构的条件下，光强度与共连续结构周期之间的相关性。为了有效地利用这些共连续结构，在光聚合之前将多壁碳纳米管引入到混合体系中。我们发现碳纳米管选择性地分散到通过光聚合和交联形成的共连续结构中的富含PS的相中。通过在不同的辐照条件下将多壁碳纳米管分散在富含 PS 的相中，我们能够在 IPN 内构建碳纳米管网络。此外，通过改变照射条件，我们能够控制多壁碳纳米管网络的分布。此外，I-V（强度/电压）测量表明，可以通过控制 IPNs 共连续结构的分布来提高网络的电导率。基于这些实验结果，我们正在从空间均匀光照射进展到非均匀光照射。我们目前不仅正在实验研究相分离机制，还通过利用光照射将相分离限制在微米范围内，在聚合物基体中构建多壁碳纳米管互连和微电路。

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