2018 Fiscal Year Research-status Report
ポリビニルアルコール水溶液物性への再挑戦と高分子水溶液の理解の深化
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17K05881
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
井田 大地 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80610518)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉崎 武尚 京都大学, 工学研究科, 教授 (90230705) [Withdrawn]
中村 洋 京都大学, 工学研究科, 教授 (90243162)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ポリビニルアルコール / けん化度 / 上限臨界相溶温度型相挙動 / 下限臨界相溶温度型相挙動 / 閉環型相挙動 / 立体規則度 / 分子内水素結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在，前年度までに調製した，けん化度がほぼ100%であり分枝構造を持たない線状ポリビニルアルコール（PVA）試料，および，けん化度84%のPVA試料の特性解析を終了し，その試料の水溶液の熱力学的性質（相挙動）の検討を行った．
相挙動に関しては，けん化度100%試料の水溶液は実験可能な温度範囲において明確な液液相分離挙動を示さない一方で，けん化度84%試料の水溶液は上限臨界相溶温度（UCST）型相挙動と下限臨界相溶温度（LCST）型相挙動を併せ持つ閉環型相挙動を示すことを明らかにした．この結果と前年度までに行った静的光散乱測定結果と併せると，けん化度の違いが水中のPVA分子間の相互作用に大きく影響すると考えられる．
水中のPVA分子間相互作用およびPVAと水分子間相互作用に関する分子論的理解を得るため，実験的研究に並行して，古典的分子動力学（MD）シミュレーションおよび量子化学シミュレーションを行った．MD結果から得られる水中PVA3量体の安定形態について，PVAの立体規則度とPVA分子内水素結合の関係を量子化学計算に基づいて検討した．
また，PVA水溶液物性の理解には，より標準的な相挙動を示す系の理解が必要となる．そのような系としてポリ-N,N-ジエチルアクリルアミド水溶液およびポリメタクリル酸-2-(2-エトキシメトキシ)エチル水溶液が挙げられる．そこで，両系の相挙動も明らかにし，PVA水溶液の相挙動との比較検討を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画にあるポリビニルアルコール（PVA）水溶液のメゾスケール構造の検討については未だ着手できていないが，けん化度の違いによるポリビニルアルコール（PVA）水溶液の相挙動の違いを明らかにするとともに，計算化学的手法によるPVA分子間および分子内相互作用およびPVA-水間相互作用の分子論的検討に着手しており，研究全体としてはおおむね順調に進行している．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在進行している水溶液中のポリビニルアルコール（PVA）の分子間相互作用およびPVA-水分子間相互作用に関する計算化学的研究を推進すると同時に，当初計画にあるが進行が遅れているPVA水溶液の粘度，動的光散乱，および小角X線散乱測定を順次行う．PVA水溶液の分子論的理解のために，PVAと同じく非イオン性水溶性高分子であるポリ-N,N-ジエチルアクリルアミド，および，ポリメタクリル酸-2-(2-エトキシメトキシ)エチルの水溶液物性研究への進展も検討する．
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