温度依存性シンクロトロンWAXD/SAXSおよび赤外線/ラマンスペクトル測定によって明らかにされたポリエチレンポリ（エチレンオキシド）ジブロックコポリマーの形態学的変化と結晶相転移との関係

PE/PEO = 17/40および39/86の単量体単位を使用した低分子量ポリエチレンポリ（エチレンオキシド）（PE-B-PEO）ジブロック共重合体の相転移挙動は、温度を通じて成功裏に調査されました。広角X線回折（WAXD）、小角X線散乱（SAXS）、赤外線およびラマンスペクトル、および熱分析の依存測定。これらのジブロックコポリマーは、広い温度領域でのラメラ形態の順序から双方の遷移のみを示すと考えられていましたが、この共重合体がラメラ、雌犬、シリンダー間の3つの遷移の3つの段階を明確に示していることが初めて発見されました。、および加熱および冷却プロセスにおける球相。WAXDおよびIR/ラマンのスペクトル測定により、これらの形態学的変化をPEOおよびPEセグメントの凝集状態の微視的な変化に関連付けることができました。低温領域では、PEOセグメントが（7/2）らせん鎖の立体構造の単眼結晶を形成し、平面 - ジグザグ形式のPEセグメントは矯正結晶相を採取します。PEOおよびPEセグメントのこれらの結晶性ラメラは、165の空腹の長期間と交互に積み重ねられています。PEOの結晶部品が溶ける途中であるが、PE部品がまだ整形骨相にある高い温度領域では、SAXSデータで誘導体の形態が検出されます。さらに加熱することにより、ゲロイドの形態は六角形の包装された円筒形態に変化します。そこでは、PEセグメントの整形相分子相が熱活性化分子運動のために徐々に無秩序になり、最終的に擬似性角または回転子相に変換されます。PEセグメントが完全に溶けたら、高次構造がシリンダーから球形の形態に変化します。これらの形態学的遷移は、ディブロック共重合体の2つの短鎖セグメントの熱活性化運動に関連する可能性がありますが、遷移メカニズムの詳細は現在の段階では不明です。

The phase transition behaviors of low-molecular-weight polyethylene-poly(ethylene oxide) (PE-b-PEO) diblock copolymers with the monomeric units of PE/PEO = 17/40 and 39/86 have been successfully investigated through the temperature-dependent measurements of wide-angle X-ray diffraction (WAXD), small-angle X-ray scattering (SAXS), infrared and Raman spectra, as well as thermal analysis. These diblock copolymers had been believed to show only order-to-disorder transition of lamellar morphology in a wide temperature region, but it has been found here for the first time that this copolymer clearly exhibits the three stages of transitions among lamella, gyroid, cylinder, and spherical phases in the heating and cooling processes. The WAXD and IR/Raman spectral measurements allowed us to relate these morphological changes to the microscopic changes in the aggregation states of PEO and PE segments. In the low-temperature region the PEO segments form the monoclinic crystal of (7/2) helical chain conformation and the PE segments of planar-zigzag form take the orthorhombic crystalline phase. These crystalline lamellae of PEO and PE segments are alternately stacked with the long period of 165 Angstroms. In a higher temperature region, where the PEO crystalline parts are on the way of melting but the PE parts are still in the orthorhombic phase, the gyroid morphology is detected in the SAXS data. By heating further, the gyroid morphology changes to the hexagonally packed cylindrical morphology, where the orthorhombic phase of PE segments is gradually disordered because of thermally activated molecular motion and finally transforms to the pseudohexagonal or rotator phase. Once the PE segments are perfectly melted, the higher-order structure changes from the cylinder to the spherical morphology. These morphological transitions might relate to the thermally activated motions of two short chain segments of the diblock copolymer, although the details of the transition mechanism are unclear at the present stage.