2019 Fiscal Year Annual Research Report
Structure and gelation mechanism of water soluble chemically modified celluloses in aqueous solution
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18K19107
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
四方 俊幸 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10178858)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 化学修飾セルロース / 小角中性子散乱 / 回転拡散定数 / 並進拡散定数 / 棒状高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セルロースの高度に発達した分子内及び分子間水素結合を、化学修飾で阻害する技術が確立している。特に、水に溶けるように水酸基がメチル化或いはヒドロキシプロピル化されたメチルセルロース（MC）やヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）等は、既に大量生産され、色々な実用品に用いられてきた実績があり、今後も水溶性天然高分子素材としての利用が期待される。
MCやHPMC等のセルロースエーテル（CE）類は、冷水中で高い水溶性を示しその水溶液は粘弾性を呈するが、40℃程度の温度域で脱水和を起こして白濁し、修飾度合いによってはゲル化する。応用面でCE類のさらなる利用を促進するには、水への溶解性と溶存形態の温度依存性を理解することやゲル化機構を明らかにすることが欠かせないが、水溶液内でのCE類の溶存形態と分子運動とゲル化機構についての解明は未だに成されていない。過去の研究結果に基づく幾つかの定説が解明を妨げてきたのである。あるCE試料の水溶液中での極限粘度[η]の分子量Mw依存性が、 Mwの約0.8乗であると30年近く前に報告されて以来、冪数が1よりも小さい事実から、CE類分子は水中で屈曲性高分子として振る舞うと長い間信じられてきたのである。
しかし、希薄水溶液の粘弾性挙動を詳細に調べると、CE試料の中には棒状高分子として振る舞うことが見出され、小角X線散乱実験や本研究で遂行された中性子散乱実験でも棒状形態を支持する確定的な結果が得られた。つまり、信じられてきた溶存形態の定説は誤りで、棒状の形態を保った溶存形態をもつことを証明したのである。従って、本研究の第一の目的である「CE類の水溶液中での溶存形態について真の理解を得る」ことが完全に達成された。
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Research Products
(9 results)
