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湿度可変偏光解析法でみたナフィオン~®超薄膜の水分子収着

机译:可变湿度椭偏仪观察到的Nafion®超薄薄膜中水分子的吸附

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摘要

The thermal expansion and the swelling by water for Nafion® ultra-thin films were elucidated using a spectroscopic ellipsometer coupled with a temperature-humidity controller.The coefficient of thermal expansion at 70°C for the Nafion® films dramatically increased with decreasing film thickness below 1OOnm,suggesting an enhanced motility of the hydrophobic polymer main chain due to the ultra-thinning effect.The swelling ratio,evaluated from the humidity dependence of the relative film thickness,was significantly reduced with decreasing film thickness below 100nm.The decreased water uptake may be due to the confinement of reverse micelles of the hydrophilic side chains into the ultra-thinned film,leading to the suppressed growth of water clusters in the reverse micelles.%ナフィオン~®薄膜の熱膨張率および膨潤率を温湿度可変分光偏光解析法により評価し,超薄膜化によるナノスケ-ル構造変化を考察した.70°Cにおける線膨張係数は厚さがlOOnm以下で膜厚の減小とともに増大し,超薄膜化による疎水性主鎖の運動性の上昇が示唆された.一方,厚さlOOnm以下の薄膜における相対膜厚湿度依存性から評価した膨潤率は初期膜厚の減小とともに低下した.超薄膜化による閉じ込め効果により親水性側鎖による逆ミセル内に形成した水分子クラスタの成長が抑制されたためと考えられる.
机译:使用光谱椭偏仪结合温度湿度控制器,阐明了Nafion®超薄膜的热膨胀和水溶胀.Nafion®薄膜在70°C时的热膨胀系数随着膜厚的降低而显着增加。 1OOnm,表明疏水聚合物主链具有超稀疏作用,其运动性增强;从相对膜厚对湿度的依赖性评估,溶胀率在100nm以下减小时显着降低,吸水率可能降低Nafion〜®薄膜的热膨胀系数和溶胀系数是由于亲水性侧链的反胶束限制在超薄薄膜中而导致水胶束在反胶束中的生长受到抑制。通过椭圆偏振法对其进行了评估,并考虑了由于超薄膜引起的纳米级结构变化。 70°C时的线性膨胀系数随着膜厚度的降低(低于100 nm)而增加,这表明疏水性主链的迁移率由于超薄膜的形成而增加。另一方面,通过相对湿度依赖性评价的厚度为100nm以下的薄膜的溶胀率随着初始膜厚的降低而降低。据认为,由于亲水性侧链而在反胶束中形成的水​​分子簇的生长被超薄膜的限制作用所抑制。

著录项

  • 来源
    《高分子論文集》 |2017年第2期|85-90|共6页
  • 作者单位

    (株)東レリサーチセンター(〒520-8567大津市園山3-3-7);

    (株)東レリサーチセンター(〒520-8567大津市園山3-3-7);

    (株)東レリサーチセンター(〒520-8567大津市園山3-3-7);

    国立研究開発法人 産業技術総合研究所(〒305-8565つくば市東1-1-1中央第五);

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 jpn
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