Mixing State Analysis of Polymer Blends by Thermal Analysis

高分子ブレンドや共重合は,単一高分子では実現できな い物性を発現する期待から長い間研究が行われてきた。特 に,相溶系ブレンド( Alloy),ミクロ相分離系ブレンド ( Blend)や高分子-無機複合体( Composite)は,高分 子ABC と呼ばれる新規材料開発には重要な手法である。1) 高分子-無機複合体では,分散する無機物がガラス繊維の ように異方性のmm サイズから等方性のナノ粒子になるこ とで,高分子の物理的な性質のみならず化学的な性質へも 影響を及ぼすようになった。2) 一般には,高分子同士をブレ ンドしても分子量が大きいので混合エントロピーの寄与が 期待できないため, ほとんどの組み合わせで混合せずに 液-液相分離に相当するマクロな相分離が起こる。マクロ 相分離ブレンド系では相分離界面で分子同士の絡み合いが 希薄になるため,力学的性質は成分高分子よりも良くはな らない。しかし混合する高分子間に水素結合のような引力 的相互作用が働く場合は,その大きさによって相溶系ある いはミクロ相分離系になり,成分高分子とは異なる様々な 性質が発現するようになる。引力的相互作用が働く高分子 ブレンド系(発熱系)では下限臨界共溶温度(LCST)型 の相図が,斥力的相互作用が働く系(吸熱系)では上限臨 界共溶温度( UCST)型の相図を描くことになる。例えば UCST 型の相図を持つポリスチレン(PS)/スチレン-ブ タジエンブロック共重合体( SB)ブレンドでは,スチレ ン樹脂の内部にブタジエン相がμm サイズで相分離し均一 に分散して,耐衝撃性が大きく改善される。これは,互い に混合しないブタジエン相とスチレン相の界面にSB 分子鎖