1998 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
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09450362
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柴山 充弘 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (00175390)
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| Keywords | 高分子ゲル / 動的光散乱 / ゾル-ゲル転移 / ゲル化 / パーコレーション / フラクタル / アクリルアミド / ポリマーハイブリッド |
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| Research Abstract |
(1) メゾスコピック次元におけるゲルの構造把握と構造制御
当研究室において平成9年度に導入したALV-DLS/SLS動的静的光散乱ゴニオメーターの性能をさらに発揮すべく、緩和時間が対数時間に対応した高分解能相関計算ソフトウエアを購入した。このシステム拡充により、ゲル化過程における3次元架橋によるクラスター成長の時間発展を散乱強度だけでなく時間・強度相関関数としてモニターすることができた。またゲル化後の定常状態における、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)を解析し、あたらに、ゲル化点近傍において、相関関数にべき乗則的振る舞いがあることを見出した。これらの挙動をパーコレーション理論との比較し、検討した。
(2) 新規なゲル化点決定法の開発
動的光散乱(DLS)による非接触的・非破壊的ゲル化点決定法を開発した。それは、(1)散乱強度の急激な増加、(2)時間・強度相関関数(ICF)のべき乗的振る舞い、(3)特性緩和時間分布関数の広幅化、および(4)ICFの初期振幅の急激な低下、の4種のいずれからもゲル化点が決定できるという、画期的な方法である。この方法論を、アクリルアミド系有機高分子系のみならず、有機-無機ポリマーハイブリッドのゾル-ゲル反応の解析に用いて、ゲル化時間の定量、ゲル化後のフラクタル次元の推定、モノマー存在下での反応の遅延効果、ポリマーの存在下での反応の加速化効果などの多くの重要な知見を得た。
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Research Products
(8 results)
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[Publications] M.Shibayama,et al.: "Static Inhomogeneities and Dynamic Fluctuations of Temperature Sensitive Polymer Gels." Physica A. vol.249. 245-252 (1998)
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[Publications] M.Shibayama,et al.: "Comparison of the Experimental and Theoretical Structure Factors of Temperature Sensitive Polymer Gels" Macromolecules. vol.31. 1608-1614 (1998.5)
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[Publications] M.Shibayama,et al.: "Small-angle Neutron Scattering Study on Charged Gels in Deformed State." Macromolecules. vol.31. 2586-2592 (1998.8)
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[Publications] T.Norisuye,et al.: "Time Resolved Light Scattering Study on the Gelation Process of Poly(N-isopropyl acrylamide)." Polymer. vol.39. 2769-2775 (1998.8)
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[Publications] F.Ikkai,et al.: "Effect of Degree of Cross-linking on Spatial Inhomogeneity in Charged Gels. 2.Small-angle Neutron Scattering Study." Macromolecules. vol.31. 3275-3281 (1998.10)
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[Publications] T.Norisuye,et al.: "Cluster-size Distribution of Cross-linked Polymer Chains Across the Gelation Threshold" Macromolecules. vol.31. 5316-5322 (1998.16)
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[Publications] M.Shibayama,et al.: "In-situ Studies on Gelation by Dynamic and Time-Resolved Light Scattering Technique in “The Wiley Polymer Networks Group Review",Vol.2" B.T.Stokke and A.Elgsaeter Eds.,Wiley,1999(in press).,
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[Publications] F.Ikkai,et al.: "Anomalous Cross-Link Density Dependence of Spatial Inhomogeneities in Polymer Gels in “The Wiley Polymer Networks Group Review",Vol.2" B.T.Stokke and A.Elgsaeter Eds.,Wiley,1999(in press).,
