[发明专利]具有微相分离结构的聚合物体的制造方法及具有微相分离结构的聚合物体

说明书

技术领域

本发明涉及具有微相分离结构的聚合物体及其制造方法。

背景技术

已知不同种聚合物之间、即由相互不同的单体单元构成的聚合物 之间，一般是不相容的，将两者混合时，相分离为由各聚合物形成的 相。该相分离称为宏观相分离，其尺度通常为1μm以上，典型地为数 μm～数十μm。混合的聚合物的分子量越大、聚合物间的非相容性越强， 则宏观相分离越容易产生。

聚合物的相分离中，除了该宏观相分离以外，还有相分离尺度为 纳米级(例如，不足1μm，典型地为数nm～数百nm)的微相分离(也 称为“纳米相分离”)。作为微相分离的一个例子，有基于嵌段共聚 物中的链段间的非相容性的相分离。期待通过使嵌段共聚物不发生宏 观相分离而进行微相分离，而形成具有基于由该相分离形成的微小区 域间的物性不同的各种功能的聚合物体。另外，已知嵌段共聚物的微 相分离中，通过构成该共聚物的各链段的体积分数的变化，可以形成 柱状(圆筒)结构、层状结构、共连续结构或球状结构等各种相分离 结构，如果可以控制所形成的相分离结构，可以提高所述功能选择的 自由度。

使嵌段共聚物中链段的体积分数发生变化的方法有：调节该共聚 物中链段间的分子量比的方法、在嵌段共聚物中混合与该链段相容的 聚合物或与该链段相同种类的聚合物的方法。在前一方法中，必须精 细聚合具有适当分子量的链段以及欲形成的微相分离结构的嵌段共聚 物，要求严格控制分子量。另一方面，在后一方法中，通过控制嵌段 共聚物与所述聚合物的混合比，可以改变链段的体积分数，可以比前 一方法更简便地控制微相分离结构。但是，存在混合的聚合物的分子 量必须小于链段的分子量、且能够实现微相分离的所述混合比率的范 围窄等限制，例如，超过该范围混合聚合物时，如后述的实施例所示， 失去微相分离结构的一部分或者全部，产生宏观相分离。

在日本特开平5-287084号公报(文献1)中公开了通过后一方法 制造具有微相分离结构的聚合物体的一例。文献1中公开了如下方法： 在包含2种相互不相容的链段(文献1中记载为“聚合物链”或“嵌段 链”)A及B的二成分类嵌段共聚物即AB型或ABA型的共聚物中，使 可以形成共连续结构作为微相分离结构的共聚物的组成范围变宽。作 为文献1中公开的方法之一，有：在该共聚物中混合与链段A具有相 容性的聚合物或与链段A相同种类的聚合物的方法(参照文献1的权利 要求3、4等)。在该方法中，由于形成共连续结构时的链段A的膨润(利 用相对分子量小的聚合物来进行)和填充(利用相对分子量大、具有与链 段A同等的分子量的聚合物来进行)，作为混合的聚合物，需要具有比 链段A的分子量小的分子量的聚合物或者具有与链段A的分子量基本 相等或者更小分子量并且分子量分布宽的聚合物(参照文献1的段落号 [0028]、[0029]等)。

在日本特开平2-279741(文献2)中，公开了利用具有微相分离 结构的聚合物体的形成制造聚合物多微孔体的方法。在文献2的方法 中，将在分子链的两个末端具有可离子键合的官能团(a)的聚合物(A)、 和具有可与上述官能团(a)离子键合的官能团(b)的聚合物(B)进行混合， 使聚合物(A)的末端与聚合物(B)进行离子键合形成准嵌段共聚物，由此 使包含聚合物(A)的区域和包含聚合物(B)的区域进行微相分离，其后， 从利用该相分离得到的薄膜状聚合物体上切断聚合物(A)与聚合物(B) 之间的离子键并萃取除去聚合物(A)或(B)，由此得到多微孔的聚合物薄 膜。得到的聚合物薄膜仅包含没有被萃取除去的聚合物(A)或(B)中的任 一种。但是，在该方法中，由于聚合物(A)与(B)之间产生的离子键是基 于位于分子链末端的官能团的键，因此该键相对于聚合物的比例低。 另外，其键合力比通常的嵌段共聚物中的链段间的键合(共价键)力弱。 即，由于两聚合物间产生的键合力弱、数量少，因此难以稳定地进行 微相分离。另外，由于实际上不是形成嵌段共聚物形式的相分离，而 是形成以1个聚合物(B)上结合多个聚合物(A)的状态的相分离，因此， 所形成的微相分离结构难以控制。实际上，文献2中只记载了层状结 构作为相分离结构，对于柱状结构、球状结构等其它微相分离结构没 有记载也没有启示。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种与这些现有的具有微相分离结构的 聚合物体的制造方法不同的方法，其中，所形成的微相分离结构的控 制自由度高。