Netsu Sokutei, 35 (1), p. 26, (2008)

Review

高分子のガラス転移とガラスダイナミクス

Glass Transition and Glassy Dynamics of Polymers

ガラス転移は高分子をはじめ,多くの物質で共通して観測される。高温の液体状態にある高分子を低温へ冷却することにより得られるガラス状態では,メモリー効果と若返り効果という特徴的な挙動が観測される。この論文では,ガラス転移とガラスダイナミクスを概観した後,高分子薄膜のガラス転移ダイナミクスと,高分子ガラスにおけるエイジング現象に関する私たちの最近の研究について紹介する。ポリスチレン薄膜では,ガラス転移温度が膜厚の低下とともに減少し,a緩和過程のダイナミクスはより速いダイナミクスへ変化することが誘電測定により,明らかとなった。ポリメタクリル酸メチルでは,誘電測定によりエイジング現象を調べ,温度サイクル過程において,複素誘電率に関して,メモリー効果と若返り効果が観測された。これらの挙動はスピングラスでの交流磁気感受率において観測されるものと,非常に類似したものであることがわかった。
Glass transitions are commonly observed in many systems including polymers. The glassy states, which could be obtained by cooling liquid states of polymers at high temperature down to lower temperature, show characteristic common properties such as memory and rejuvenation effects. In this paper, we show our recent experimental results including glass transition dynamics of thin polymer films and aging phenomena in polymer glasses after giving an overview of glass transition and glassy dynamics. For thin films of polystyrene, dielectric measurements revealed that the glass transition temperature decreases with decreasing film thickness and the α-relaxation process becomes faster with decreasing film thickness. For poly(methyl methacrylate), aging phenomena have been investigated using dielectric measurements. The memory and rejuvenation effects could be observed for ac-dielectric susceptibility in the temperature cycling mode and are found to be almost the same to those observed in ac-magnetic susceptibility of spin glasses.