2010 Fiscal Year Annual Research Report
水素結合性高分子の流動場下偏光ATR赤外吸収測定による時分割分子配向評価
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21350126
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
浦川 理 大阪大学, 大学院・理学研究科, 講師 (70273539)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
四方 俊幸 大阪大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (10178858)
井上 正志 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80201937)
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| Keywords | レオロジー / 非線形 / ATR-FTIR / 高分子 / 水素結合 / 分子間会合 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、(1)赤外分光測定により化学種(化学結合の種類)を特定した上で、せん断流動下における分子の配向状態や水素結合状態を調べることができる測定装置「RHEO-ATR-FTIR装置」を構築することと、(2)分子間で水素結合する高分子系の流動場下での水素結合状態と配向度および緩和のダイナミクスを、その装置を用いて明らかにすることにある。
今年度はポリ酢酸ビニルとポリビニルアルコールの共重合体P(VAc-VOH)について、分子間水素結合の状態と線形粘弾性および定常ずり流動下での非線形レオロジー特性との関係を詳細に検討した。水素結合形態の評価には、温度制御可能なATR-FTIR装置を用いた。その結果は以前に透過法で測定したスペクトルと一致し、形成される2種類の水素結合(VOHの水酸基とVAcのカルボニル基間および水酸基同士間)のうち、水酸基間水素結合が温度増加により解離する様子を定量的に評価できた。線形粘弾性測定から、P(VAc-VOH)のVOH含率を増加させることで、分子間会合体の形成が起こり、VOH含率f_<OH>が60%になると、水素結合による分子間会合が系全体に広がり、ネットワークが形成されることがわかった。この試料について、定常ずり流動下で発生する応力の時間依存性を測定したところ、ストレスオーバーシュートが現れ、その後、長時間側で定常値に達することがわかった。また、ずり速度の増加による定常値の減少(shear thinning挙動)がみられ、流動場により水素結合が解離し、ネットワーク構造の破壊が起こっていることが示された。今後RHEO-ATR-FTIR装置を完成させ、流動場下での赤外分光測定を行うことで、流動による水素結合の解離に関する情報が得られるものと期待できる。
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