본 과제는 주로 Polystyrene (PS)와 Polymethyl methacrylate (PMMA) 혼합물의 순간적인 이중층 상분리 현상을 체계적으로 연구하였다. 두 고분자간의 scattering length density (SLD) contrast가 상분리 현상을 측정하기에 충분치 않으므로 두 고분자중 하나를 중수소화하여 SLD contrast를 증가시키어 사용하였다. 즉, Deuterated PS (dPS)와 PMMA 혹은 PS와 deuterated PMMA (dPMMA) 혼합물을 사용하였고 두 경우 모두 동일한 순간적인 이
본 과제는 주로 Polystyrene (PS)와 Polymethyl methacrylate (PMMA) 혼합물의 순간적인 이중층 상분리 현상을 체계적으로 연구하였다. 두 고분자간의 scattering length density (SLD) contrast가 상분리 현상을 측정하기에 충분치 않으므로 두 고분자중 하나를 중수소화하여 SLD contrast를 증가시키어 사용하였다. 즉, Deuterated PS (dPS)와 PMMA 혹은 PS와 deuterated PMMA (dPMMA) 혼합물을 사용하였고 두 경우 모두 동일한 순간적인 이중층 상분리 현상이 관찰되었다. 유기용매에 녹인 두 고분자 1:1 혼합물을 spin coating함으로서 즉시 PS는 윗층 PMMA는 아래층을 이루는 이중층이 형성되었다. dPS와 PMMA 층의 SLD는 각각 순수한 고분자의 SLD인 6.4*10-6와 1.1*10-6를 가지고 있어 순간적으로 두층이 완전히 분리되어진 것으로 분석이 되었으며 130oC에서 일 주일 간의 열처리 이후에도 층분리가 유지되고 있음을 확인하였다. 상대적으로 저분자량의 두 고분자의 경우 interfacial width는 spin coating 직 후에 2.38nm에서 열처리후 2.05nm로 감소하는 결과를 보였다. 이는 용매가 휘발하는 동안 발생한 두 고분자의 층간 상분리는 두 층간의 열역학적으로 안정한 상분리보다 더욱 완전하게 일어났음을 알 수 있다. 또한 분자량의 효과를 검증한 결과 순간적인 상분리 현상은 PS보다는 PMMA 분자량에 더욱 민감한 것을 알 수 있다. 이상의 현상으로 볼 때, 저분자량의 PMMA위에 고분자량의 PS를 이중층으로 올리는 공정에서 열처리가 필요 없이 쉽고 유용하게 적용할 수 있음을 알 수 있다.
Abstract▼
(1) Examination of instantaneous phase separation We use various combination of molecular weight of a pair of immiscible polymer blend for investigating instantaneous phase separation : for dPS-PMMA blends, 217,000-62,000, 217,000-387,000, 63,000-25,000, 63,000-62,000, 63,000-387,000and for PS
(1) Examination of instantaneous phase separation We use various combination of molecular weight of a pair of immiscible polymer blend for investigating instantaneous phase separation : for dPS-PMMA blends, 217,000-62,000, 217,000-387,000, 63,000-25,000, 63,000-62,000, 63,000-387,000and for PS-dPMMA blend 200,000-49,100. Interfacial width between the phase-separated layer has been monitored by changing molecular weight and also while annealing for few days in vacuum in-situ chamber usig neutron reflectivity. For monitoring longer annealing time effects one week annealed samples were also prepared to measure. From bilayer modle fitting with 0.1nm resolution polymer blends were confirmed to be phase-separated into bilayer films, where PS goes on top while PMMA on bottom. As a result differential solvent evaporation speed from each polymer is responsible for instantaneous phase separation, where PMMA molecular weight is more important for this phenomena. (2) Spacing control in diblock copolymer thin miltilayer films Symmetric diblock copolymer has been known for forming multilayer with specific spacing between the layers, where the spacing is strongly dependent on molecular weight and block ratio. Individual control of the spacing is not allowed. In this study we add homopolymer to symmetric diblock copolymer to control the spacing monitored by also neutron reflectivity.
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