界面活性剤溶液のレオロジー:ひも状ミセルの非線形伸長と流動誘起構造

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17540381
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 井上 正志 京都大学, 化学研究所, 助教授 (80201937)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 宏 京都大学, 化学研究所, 教授 (90167164) ; 松宮 由実 京都大学, 化学研究所, 助手 (00378853)
• Keywords: ひも状ミセル / 伸びきり / レオロジー / 界面活性剤 / 流動誘起構造

Research Abstract

1.臭化トリメチルセチルアンモニウムCTABにサリチル酸ナトリウムNaSalとの水溶液をモデル系として,通常のレオメーターを用いて,伸びきり現象の解析を行った.ミセルの伸びきりを,高速流動印加時の見かけの弾性率(ずり応力/ずりひずみ)のひずみ依存性として評価した.ミセル濃度,塩濃度を変えて測定を行い,見かけの弾性率をこれらの濃度の関数として求めた.スリップリンクモデル等を用いて精密な解析を行い,網目のサイズ(からみ合い点間の分子量),セグメントの分子量(ひも状ミセルを粗視化する際の屈曲性の単位)を評価した.
2.レオメーターを改造し,流動複屈折測定の開発を行った.コーン・プレート,共軸円筒での測定を目指し,これらのガラス製ジグを作成した.ひも状ミセルについて,特に伸びきり近傍での応力と複屈折の関係を明らかにするため,流動複屈折測定を行った.その結果,ガラス製コーン・プレートを用いた場合,表面での滑りが大きく,応力の急激な立ち上がりが観測されないことが判明した.このような現象は,これまでほとんど認識されておらず,既存の可視化のデータに大いに疑問を投げかけるものであった.このため,ガラス表面での滑りを抑える方法を探査した.その結果,酸化チタンを用いた親水性処理剤の使用が有効であり,フテンレス治具を用いた場合とほぼ同等の応力データが得られることがわかった.
3.上記2.で開発した滑り抑制の方法を用いて,複屈折・光散乱の測定を進めた.伸びきり近傍で応力が増大し,白色になり,バタフライ+ストリーク状の強い散乱が観測された.