AFM-IRによるPE/PPポリマーブレンドの組成分布解析

概要

　ポリマーの多くは互いに非相溶である為、ポリマーブレンドは相分離構造を形成します。相分離構造はポリマーの物性と、密接に関係することから、それらを観察する技術は重要な役割を担っています。本資料では、図1に示すポリエチレン（PE）とポリプロピレン（PP）のブレンドフィルムの相分離構造を可視化した例をご紹介します。
　従来、このような観察はSEM（走査型電子顕微鏡）を用いて行っています。図2に示すようにSEM観察で相分離構造は観察できますが、海島に相当する成分の定性はできませんでした。そこでAFM-IRにより組成分布を可視化しました。

装置構成

　空間分解能10nmでケミカルイメージングが可能な最新のAFM-IRです（装置紹介 A2301）。

結果

　AFM-IRを用いて、PPに特徴的なメチル分岐（CH₃；1377cm^-1）でのケミカルイメージングを行ったところ、PPドメインがイメージングされました。また、それらがMD方向（フィルムの成形方向）に引き伸ばされている様子を観察することができました。従来のSEM観察では困難であった、定性的な観察が可能となりました。

まとめ

　AFM-IRを用いたケミカルイメージングにより、PE/PPブレンドフィルムの相分離構造を可視化することができました。さらに、観察方向によるドメイン形状の違いも明らかになりました。