ポリメタクリル酸メチルの希薄溶液での核生成・成長過程とコイル-グロビュール転移

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10640377
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 中田 允夫 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90088849)
• Keywords: 相分離初期過程 / 反応律速クラスター凝集 / ポリメタクリル酸メチル / 静的光散乱 / 希薄溶液

Research Abstract

ポリメタクリル酸メチル(PMMA)の希薄溶液の相分離初期過程を静的光散乱実験により調べた。測定では相分離が非常に遅い二つの溶液の系を用いた。一つは、分子量 M_w=4.4×10^6のPMMAと酢酸イソプロピルの系(系I)で、もう一つは分子量 M_w=1.57×10^6のPMMAと混合溶媒 tertーブタノール + 水(2.5 vol%)の系(系II)である。系Iでは、濃度(10^<-4>g/cm^3)が1.414、2.324、3.034、3.787の溶液を相分離温度(〜46℃)から30℃に急冷して測定を行い、系IIでは、濃度(10^<-4>g/cm^3)が1.4,2.7、4.2、5.7の溶液を相分離温度(〜36℃)から25℃に急冷して測定をした。光散乱のデータはギニエプロットを用いて解析し、相分離初期過程に生じた高分子鎖の凝集体(クラスター)の重量平均分子量<M>_wとz-平均二乗半径<R^2>_zを時間の関数として決定した。系Iでは急冷後最大2200分まで光散乱の測定ができた。Ln<M>_wと ln<R^2>_zは共に時間に比例し、その傾きは濃度に比例した。系IIでは、急冷後最大10000分まで測定できた。Ln<M>_wと ln<R^2>_zは急冷直後は時間に比例し、その傾きは濃度に比例した。Ln<M>_wと ln<R^2>_z^<1/2>のプロットは直線で表わされ、その傾きDは系IではD=3.06±0.02、系IIではD=2.58±0.02であった。<M>_wと<R^2>_zの時間発展は、サイズiとjのクラスター同志の衝突係数をi+jとすると、Smoluchowskiの式で解析できた。D=3.06±0.02の大きい値は、クラスターのセグメント密度がそのサイズの増大とともに増大する事を反映していた。系Iと系IIの遅い相分離過程は反応律速に起因している事が明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Mitsuo Nakata: "Kinetics of coil-globule transition of poly(methyl methacrylate) in isoamyl acetate"J. Chem. Phys.. 110,5. 2703-2710 (1999)
• [Publications] Mitsuo Nakata: "Kinetics of chain aggregation of poly(methyl methacrylate) in isoamyl acetate"J. Chem. Phys.. 110,5. 2711-2716 (1999)
• [Publications] Yoshiki Nakamura: "Phase separation process of dilute solutions of poly(methyl methacrylate) in the mixed solvent t-butyl alcohol + water"Rept. Prog. Polymer Phys. Japan. 42. 29-32 (1999)
• [Publications] Kentaro Kobayashi: "Phase separation and Coil-globute Transition in dilute solutions of poly(methyl methacrylate) + tert-amyl alcohol"Rept. Prog. Polymer Phys. Japan. 42. 33-36 (1999)