蛍光偏光解消法による高分子ハイブリッド鎖の構造とダイナミックスに関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450359
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 山本 雅英 京都大学, 工学研究科, 教授 (40025961)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大岡 正孝 京都大学, 工学研究科, 教務技官 (10160425) ; 伊藤 紳三郎 京都大学, 工学研究科, 助教授 (50127049)
• Keywords: 蛍光偏光解消法 / 高分子鎖の動的性質 / ナノ秒時間領域 / 架橋点 / 高分子鎖間相互作用 / 高分子ハイブリッド鎖 / 局所運動 / 緩和時間

Research Abstract

本研究は、サブナノ秒時間分解蛍光偏光解消法を用いて、ナノ時間領域における高分子鎖固有の動的性質、高分子架橋点の動的性質、さらに高分子鎖間相互作用を持つ系の動的性質を解明することを目的とする。1.高分子鎖固有の局所運動と化学構造との関係。ポリ(N-ビニルカルバゾール)、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(α-メチルスチレン)、ポリスチレン、ポリ(cis-1,4-ブタジエン)、ポリエチレンオキシドについて、高分子鎖の主鎖中央の局所運動を非摂動状態(θ溶媒、θ温度)において検討し、上述のポリマーでは後に置いたものほど、高分子鎖運動の平均の緩和時間およびKramersの式に基づいたその活性化エネルギーが小さくなることを明らかにした。そして高分子鎖の分子運動性は分子構造に強く支配されていることを実証した。また分子運動性が一番大きいポリエチレンオキシド鎖の特性とその応用を論じた。2.高分子鎖の架橋点の動的性質。蛍光プローブを高分子鎖の架橋点に導入して、その高分子鎖運動の平均の緩和時間およびその活性化エネルギーを測定した結果、分子運動性は架橋点間分子量に依らず、ゲルの膨潤度に依存することを明らかにした。3.ポリアクリル酸アルキル高分子鎖の空気/水界面における分子運動性。側鎖アルキル基の鎖長をエチル基、オクタデシル基と変化させ、ポリアクリル酸アルキル、ポリメタクリル酸アルキルについて分子運動の緩和時間を測定した結果、主鎖のα-メチル基の立体障害により、また側鎖間相互作用により運動性が遅くなることを明らかにした。以上の研究より、高分子ハイブリッド鎖の動的性質を明らかにするための基礎を確立した。

Research Products

• [Publications] M.Yamamoto: "Local Chain Dynamics of Several Polymers in the Theta Solvents Studied by the Fluorescence Depolarization Method" 日本レオロジー学会誌. 25.4. 203-205 (1997)
• [Publications] J.Horinaka: "Local Chain Dynamics of Poly (oxyethylene) Studied by the Fluorescence Depolarization Method" Macromolecules. 31.4. 1197-1201 (1998)
• [Publications] H.Aoki: "Local Motion of Crosslinks for Poly (methyl methacrylate) Gel by the Fluorescence Depolarization Method" Polymer Bulletin. 39. 109-116 (1997)
• [Publications] N.Sato: "Molecular Motion in Polymer Monolayers at the Air/Water Interface. A Time-Resolved Study of Fluorescence Depolarization" Langmuir. 13. 5685-5690 (1997)