2013年に「ブロック共重合体の自己組織化技術の基礎と応用」(以下「ブロック」)というタイトルでブロック共重合体の自己組織化によって形成されるモルフォロジーとその応用に関して、基礎的な部分から最新情報も含めた知見をこの分野の第一人者の諸先生方に執筆をお願いして、体系的にまとめたものを出版した。この当時、ブロック共重合体の自己組織化によって形成されるボトムアップ型の長距離秩序を持ったナノ構造は、ナノテクノロジーへの応用の期待されていたため、2012年におけるブロック共重合体関連の論文数は3700報にも上っており、その関心の高さもあって、「ブロック」も好評であった。
「ブロック」を出版して以来5年がたつが、昨年1年間でのブロック共重合体関連の論文数は2012年からさらに増えて4500報になっており、ブロック共重合体に対する注目度はいまだに高い。
その様な状況を鑑みて、「ブロック」に続くものとしてこの本の企画がなされた。この本においては、ブロック共重合体の形成する準結晶や、反射率測定など新しい物理・解析法、様々なブロック共重合体の新規合成法、新しいブロック共重合体の応用など、「ブロック」以降の新しい展開を網羅している。この本が「ブロック」同様、大学、研究機関、企業でのブロック共重合体の研究・開発に従事されていらっしゃる方のお役に立てれば幸いである。
(本書「はじめに」より一部抜粋)
目次
【第1編 ブロック共重合体の構造物性と測定】
第1 章 ブロックコポリマーの物理
1 はじめに
2 AB/HA 系のミクロ相分離とマクロ相分離
3 弱偏析状態におけるAB/HA 系のモルフォロジー
4 強偏析状態におけるHA 混合のモルフォロジーに対する効果
5 まとめ
第2章 ブロック共重合体の準結晶
1 はじめに
2 準結晶の定義
3 非金属系準結晶
3. 1 ナノ粒子が自己組織化した準結晶
3. 2 コロイド粒子による準結晶
3. 3 有機分子集合体による準結晶
4 高分子ブロック共重合体による準結晶
4. 1 ABC 星形トリブロック共重合体のミクロ相分離構造
4. 2 ABAC 線形テトラブロック共重合体のミクロ相分離構造
4. 3 AB ジブロック共重合体のミクロ相分離構造
4. 4 AB ジブロック共重合体/A ホモポリマーブレンドのミクロ相分離構造
4. 5 ジブロック共重合体溶液のミクロ相分離構造
5 おわりに
第3 章 ブロック共重合体の界面・薄膜構造
1 はじめに
2 中性子反射率法とは
3 ブロック共重合体のミクロ相分離界面
4 ミクロドメイン中のブロック鎖のセグメント分布
5 ブロック共重合体薄膜の溶媒蒸気による膨潤挙動
6 おわりに
第4 章 シミュレーション法
1 はじめに
2 Theoretically Informed Coarse-Grained(TICG)モデル
3 モンテカルロ(MC)シミュレーション
4 TICG モデルを用いたMC シミュレーションのDSA への応用
4. 1 化学ガイドを用いたDSA プロセス
4. 2 物理ガイドを用いたDSA プロセス
5 おわりに
第5 章 ブロックコポリマーが形成するミクロ相分離構造のグレイン成長
1 緒言
2 グレインの解析方法
2. 1 AFM やTEM 観察画像の画像解析法?(FT 法)
2. 2 AFM やTEM 観察画像の画像解析法?(メッシュ分割法)
2. 3 SAXS 法?(Hosemann のパラクリスタル解析に準じた方法)
2. 4 SAXS 法?(スポット・バックグラウンド強度分離法)
2. 5 USAXS 法
3 ラメラ状ミクロ相分離構造のグレイン成長
4 垂直配向したシリンダー構造のグレイン成長
5 球状ドメインが形成するBCC 格子の自発配向とそれにともなうグレイン成長
6 ブロックコポリマー/ホモポリマー混合系のグレインの特徴
7 まとめと今後の展望
【第2編 ブロック共重合体の設計】
第6章 TERP によるブロック共重合体の合成
1 はじめに
2 リビングラジカル重合法とTERP 法
3 ブロック共重合合成の基礎
4 TERP 法を用いたブロック共重合体の合成
4. 1 共役モノマーのみを用いるブロック共重合体の合成
4. 2 共役モノマーと非共役モノマーからなるブロック共重合体の合成
4. 3 ラジカルカップリングを用いたブロック共重合体の合成
4. 4 多分岐構造を持つブロック共重合体の合成
5 終わりに
第7章 ランダム共重合体を基盤とするミセル構築とナノ構造体の創出
1 はじめに
2 イオン性官能基を持つランダム共重合体のミセル
3 PEG 鎖を持つランダム共重合体のミセルとナノ構造構築
3. 1 ポリマーの合成
3. 2 精密自己組織化によるミセル形成
3. 3 温度応答性ミセルのサイズ制御と精密構築
3. 4 ナノ構造制御とミクロ相分離
3. 4. 1 様々な溶媒環境でのミセル構築
3. 4. 2 マルチコンパートメントミセルの構築
3. 4. 3 微細ミクロ相分離構造とナノ構造制御
3. 5 ランダム共重合体ミセルの機能
4 おわりに
第8章 リビング重合によるブロック共重合体の合成とナノ相分離構造設計
1 はじめに
2 リビング重合により合成されるブロック共重合体が発現するナノ相分離構造
2. 1 ブロック共重合体/金属塩からなるハイブリッド
2. 2 ブロック共重合体/半導体ナノ粒子からなるハイブリッド
2. 3 ブロック共重合体/プロトン性液体からなるフォトニック膜
2. 3. 1 プロトン性イオン液体で膨潤させたブロック共重合体フォトニック膜
2. 3. 2 不揮発性酸を含んだプロトン性液体で膨潤させたブロック共重合体フォトニック膜
3 おわりに
第9章 量産重合法
1 はじめに
2 リビングアニオン重合法
3 重合装置および量産重合法
4 多種のブロックコポリマーの重合
5 終わりに
第10章 配位重合によるオレフィンブロック共重合体の合成
1 はじめに
2 配位重合の活性種と連鎖移動反応
3 錯体触媒に用いられる助触媒
4 プロピレンのシンジオ特異的リビング重合とブロック共重合体の合成
4. 1 V(acac)3-R2AlX 触媒
4. 2 ジメチルシリレン架橋フルオレニルアミドチタン錯体
4. 3 ビス(フェノキシイミン)チタン錯体
5 プロピレンのイソ特異的リビング重合とブロック共重合体の合成
5. 1 ビス(フェノキシケチミン)チタン錯体
5. 2 ジアミンビス(フェノキシ)ジルコニウム錯体
5. 3 (シクロペンダジエニル)アミジナートジルコニウム(ハフニウム)錯体
5. 4 ピリジルアミドハフニウム錯体
5. 5 C2 対称ニッケルジイミン錯体
6 おわりに
【第3編 ブロック共重合体の応用】
第11 章 アクリルブロックコポリマー(Nanostrength®)の開発と応用
1 はじめに
2 アルケマのニトロキシド媒体リビングラジカル重合
3 アクリル系ブロックコポリマー:Nanostrength®
4 ブロックコポリマーによるエポキシ樹脂のじん性改質
5 ナノ構造超耐衝撃性PMMA キャスト板
6 NMP リビングポリマー:Flexibloc®
7 おわりに
第12章 ポリウレタンエラストマーのミクロ相分離構造と力学物性の関係
1 はじめに
2 MDIを用いたPUE
3 1,4-H6XDIを用いたPUE
第13章 ブロック共重合体の粘着メカニズム
1 はじめに
2 粘着メカニズム
3 ブロック共重合体からなる粘着剤
4 モデル多層膜試料作製
5 モデル多層膜の評価
6 ブロック共重合体粘着剤の粘着メカニズム
7 終わりに
第14章 自己組織化による相分離微粒子材料
1 はじめに
2 ポリマーブレンド・ブロック共重合体微粒子の作製方法
2.1 乳化・分散リビングラジカル重合
2.2 液滴乾燥法
2.3 再沈殿法
2.4 自己組織化析出(Self-Organized Precipitation, SORP)法
3 ポリマーブレンド微粒子
4 ブロック共重合体微粒子
4.1 バルクのミクロ相分離構造を反映したブロック共重合体微粒子
4.2 サイズに依存したミクロ相分離構造を持つブロック共重合体微粒子
4.3 数理モデルを用いたブロック共重合体微粒子内部の相分離構造の解析
5 相分離構造を持つ微粒子の応用
6 おわりに
第15章 側鎖結晶性ブロック共重合体による結晶化超分子間力とポリエチレン改質機能
1 緒言
2 側鎖結晶性ブロック共重合体の基礎特性・機能
2.1 側鎖結晶性ブロック共重合体の設計と分子特性
2.2 PE 微粒子濃厚分散系分散剤機能・TR 流体機能
2.3 PE 表面改質機能
2.4 PTFE 表面改質機能
3 側鎖結晶性ブロック共重合体の適用分野
3.1 動脈塞栓剤(TR 流体機能)
3.2 リチウムイオン電池セパレータ(PE 多孔膜改質)
3.3 細胞培養基板
4 終わりに
第16章 抗原-サイトカイン同時デリバリーシステムの構築とナノワクチンの創製
1 はじめに
2 ブロック共重合体の時空間構造化
3 自律的に振動する高分子ベシクル
4 アメーバのように粘弾性を自律変化させる機能性流体
5 おわりに
第17 章 結晶性ブロック共重合体
1 はじめに
2 結晶化におけるミクロ相分離構造の維持・再編成
3 ミクロ相分離による拘束が結晶化に与える効果
4 拘束空間内における「均一核形成」
5 ミクロドメイン空間による拘束と分子鎖の拘束
6 おわりに
