ブロック共重合体

質問

ミクロ相分離構造を持った、ブロック共重合体の薄膜を作りたいと考えています。
浅い知識ですが、例えばポリスチレンとPMMAの混合溶液をスピンコートしたのち、加熱するつもりです。

濃度、加熱温度と形成される構造の関係について記した本、またはウェブサイトを知っていたら、教えてください。お願いします。

回答No.3

psa29

#2で紹介した「ポリマー中に過酸化物をもったポリマー」を市販しているのは、東亞合成ではなく、日本油脂の間違いだったようです。
訂正します。

回答No.2

psa29

スチレンとＭＭＡのブロック共重合体の合成方法は、教科書的にはリビングアニオン重合を用いる方法ではないかと思います。
スチレンをブチルリチウムやナトリウムナフタレンなどの開始剤で重合した後にＭＭＡを追加すれば良いと思います。
しかし、アニオン重合は水を嫌いますので、溶媒も含めしっかりと脱水しておかなければなりません。実験的には真空ラインを使用して重合するのではないでしょうか。
私自身は、経験がありませんので、その道の専門家に改めて質問されたらよいと思います。
たしか、東亞合成からポリマー中に過酸化物をもったポリマーが市販されていて、（ＰＳもあったと思います。）
これを開始剤として、ＭＭＡをラジカル重合すればアニオン重合ほど均一ではありませんが、一応、ブロックポリマーが合成できます。
ラジカル重合では、水が存在していても重合できますので、装置的にも簡単に出来ます。
また、ＭＭＡは反応が穏やかなので、比較的安全に重合が出来ます。

ミクロ相分離構造を目的として、ブロックポリマーを利用するということですが、ブロックではなく、グラフト重合体も同じ様な機能があります。
ＰＭＭＡの末端に反応性の２重結合を有するマクロモノマーが市販されていますので、これとスチレンとをラジカル重合すれば、グラフと重合体が合成できます。

ラジカル重合を利用したときには、操作は簡単ですが必ずホモポリマーも生成し、グラフトポリマー、ホモポリマーの混合物となります。
でも、単純なブレンドとは特性が異なると思います。

私自身は、このようなポリマーを合成した経験はなく、書物からの情報なので、実際に行う場合は、モノマーメーカーなどに合成条件を確認して下さい。

回答No.1

psa29

ブロック共重合体の薄膜を作る目的でポリスチレンとＰＭＭＡの混合溶液をスピンコートしても、出来る薄膜は両ポリマーの混合物（ポリマーブレンド）で、決してブロック共重合体ではありません。その後に加熱することによって両者を反応させようとしても、単純に加熱させてブロック共重合体になるとは思えません。
特に例示されているポリスチレンとＰＭＭＡは、どちらも加熱したときの熱分解挙動としては、典型的な崩壊型で、解重合的にモノマーを生成してしまいます。
やはり、ブロック共重合体を事前に合成して、それをスピンコートするべきだと思います。
市販のブロック共重合体としては（エラストマーですが）ＳＩＳ（スチレンーイソプレンースチレン）、ＳＢＳ（スチレンーブタジエンースチレン）などがあります。
また、スピンコートするときに用いる溶剤の種類によって、形成した薄膜のミクロ層構造は変化する可能性があります。

お礼

回答ありがとうございます。

言われてみると、そうですね。そういえば、以前に一度PSとPMMAのポリマーブレンド作ったことありますけど、あれを加熱して共重合体になるとは思えませんね。

では、PSとPMMAの共重合体を事前に合成するにはどうすればいいのでしょうか？