Structure and gelation mechanism of water soluble chemically modified celluloses in aqueous solution

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K19107
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Shikata Toshiyuki 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10178858)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2020-03-31
• 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

Outline of Final Research Achievements

The structure and conformation of cellulose ether (CE) samples, such as methyl cellulose (MC) and hydroxypropyl methyl cellulose (HpMC) ethers, dissolved in aqueous solutions have not been fully understood due to the long-accepted idea that CE samples are dissolved into water in a flexible chain-like conformation. In this study, we carried out small- and wide-angle neutron scattering experiments for some CE samples in dilute aqueous (D2O) solutions and clearly clarified that CE samples possess an extended long, rigid rod-like particle structure in aqueous solution.

Free Research Field

高分子科学

Academic Significance and Societal Importance of the 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。これらMCやHPMC等のセルロースエーテル（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本研究で達成された。この成果は，CE類の応用分野をさらに広げることにつながる。