1997 Fiscal Year Annual Research Report

光子相関法による高分子ゲルの反応速度論の解明と構造制御

Research Project

Project/Area Number	09450362
Research Institution	Kyoto Institute of Technology
Principal Investigator	柴山充弘京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (00175390)
Keywords	高分子ゲル / 動的光散乱 / スペックル / 時分割動的散乱 / 静的構造不均一性 / アクリルアミド / ゲル化 / ゲルモード
Research Abstract	(1)高分子ゲルのスペックル解析様々なゲルに対して架橋不均一性の特性化およびその制御を行った。特に、弱荷電高分子ゲルについて、荷電度および架橋密度が散乱強度分布に及ぼす影響について系統的な研究を行い、散乱強度の架橋密度依存性に逆転現象が見られることを発見し、その理論的説明づけを行った。すなわち、通常のゲルでは架橋密度の増大に伴い、静的構造不均一性が大きくなり、その結果として散乱強度が増大することが知られている。しかし、弱荷電高分子ゲルにおいては荷電度次第で逆の現象もみられることを見出し、その理論的説明を行った。それらの研究成果をPhys.Rev.E,Rapid Commun.およびJ.Chem.Phys.の2件の論文として発表した。また、静的不均一性と動的熱揺らぎの分離(Physica Aに発表)、ゲルの構造解析に関する総説(Macromol.Chem.Phys.)、成書の執筆も行った。 (2)時分割動的光散乱法(TRDLS) 反応過程にある高分子系の大きさや拡散係数の変化のリアルタイム測定が可能となる時分割動的光散乱法を開発し、アクリルアミド誘導体モノマーからの重合過程をTRDLSにより追跡した。その結果、30分ほどの誘導時間を経て、散乱強度が一時的に著しく増大(発散)した後すぐに減少して定常値に落ちつくことを見いだした。この減少は最終生成高分子の濃度がいわゆるC^*濃度以上で見られることから、散乱強度の増大が孤立高分子鎖からなる有限クラスターの成長によるものであると考えられる。散乱強度の増大は架橋を伴うゲル化においてさらに著しく、3次元架橋によるクラスター成長の時間発展がモニターできた。また散乱強度発散後の定常状態においては、いわゆるゲルモード(空間を高分子網目が充填し、網目の協同拡散のみが観測される)が観察された。Polymerに発表。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] F.Ikkai, M.Shibayama: "Inflection in Cross-link Dependence of Gel Inhomogeneity" Phys.Rev.E,Rapid Commun.,vol.56,1997.1. R51-R54
[Publications] M.Shibayama et al.: "Effect of Degree of Cross-linking on Spatial Inhomogeneity in Charged Gels.I.Theoretical Prediction and Light Scattering Study" J.Chem.Phys.,vol.107,1997.13. 5227-5235
[Publications] M.Shibayama et al.: "Simple Scaling Rules on Swollen and Shrunken Gels" Macromolecules,vol.30,1997.23. 7307-7312
[Publications] M.Shibayama et al.: "Static Inhomogeneities and Dynamic Fluctuations of Temperature Sensitive Polymer Gels." Physica A. (in pless).
[Publications] T.Norisuye et al.: "Time Resolved Light Scattering Study on the Gelation Process of Poly (N-isopropyl acrylamide)." Polymer. (in press).
[Publications] M.Shibayama et al.: "Comparison of the Experimental and Theoretical Structure Factors of Temperature Sensitive" Macromolecules. (in press).
[Publications] M.Shibayama: "″Structure and Properties of Multi-Phase Polymeric Materials″,T.Araki,Q.Tran-Cong,and M.Shibayama Eds.,Chapt.6" Marcel Dekker (in press),

1997 Fiscal Year Annual Research Report

光子相関法による高分子ゲルの反応速度論の解明と構造制御

Principal Investigator

柴山 充弘 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (00175390)

Research Products

[Publications] F.Ikkai, M.Shibayama: "Inflection in Cross-link Dependence of Gel Inhomogeneity" Phys.Rev.E,Rapid Commun.,vol.56,1997.1. R51-R54

[Publications] M.Shibayama et al.: "Effect of Degree of Cross-linking on Spatial Inhomogeneity in Charged Gels.I.Theoretical Prediction and Light Scattering Study" J.Chem.Phys.,vol.107,1997.13. 5227-5235

[Publications] M.Shibayama et al.: "Simple Scaling Rules on Swollen and Shrunken Gels" Macromolecules,vol.30,1997.23. 7307-7312

[Publications] M.Shibayama et al.: "Static Inhomogeneities and Dynamic Fluctuations of Temperature Sensitive Polymer Gels." Physica A. (in pless).

[Publications] T.Norisuye et al.: "Time Resolved Light Scattering Study on the Gelation Process of Poly (N-isopropyl acrylamide)." Polymer. (in press).

[Publications] M.Shibayama et al.: "Comparison of the Experimental and Theoretical Structure Factors of Temperature Sensitive" Macromolecules. (in press).

[Publications] M.Shibayama: "″Structure and Properties of Multi-Phase Polymeric Materials″,T.Araki,Q.Tran-Cong,and M.Shibayama Eds.,Chapt.6" Marcel Dekker (in press),

柴山充弘京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (00175390)