2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Analytical Techniques for Studying the Structure and Property of a Polymer Influenced by Minute Water Molecules Involved in a Polymer Thin Film
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26810075
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
下赤 卓史 京都大学, 化学研究所, 助教 (40609921)
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2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | フッ素化学 / Nafion膜 / パーフルオロアルキル鎖 / 高分子溶液 / 刺激応答性高分子 / 立体規則性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では，プロトン伝導性膜の代表である「Nafion膜中のスルホン酸基に水和した水」に注目し，赤外分光法やプロトンNMR等を用いて水和水に関する新たな描像を明らかにした．また，これまで疎水性とみなされ，プロトン伝導には関与しないと思われてきたパーフルオロアルキル（Rf）鎖についても，アモルファス状態であれば親水的な性質を示すことを実験的に明らかにし，Nafion膜のプロトン伝導に関する新たな知見を得た．
最終年度は，本課題のもうひとつのテーマである「溶液中の高分子構造におよぼす微量水の影響」にとりくんだ．刺激応答性高分子であるpNiPAMの，有機溶媒に対する溶解性を変化させる因子として立体規則性がある．我々はこれまで，溶液プロセスで作製したpNiPAM薄膜の構造解析により，立体規則性に依存して吸着構造が変わることを明らかにし，それに加えて水分子の吸着量に違いがあることがわかった．溶液中の水分子が高分子の構造や溶解性に影響を与える可能性があるため，とくに水分子の吸着量が多かったアイソタクティシティが高いpNiPAMについて，①赤外分光法によるPNiPAM鎖の二次構造，②プロトンNMR測定によるPNiPAMへの水分子の吸着を調べた．常温では高分子鎖がのびた状態で，水分子は高分子鎖に吸着していたが，溶液を加熱すると水和水が脱離することがわかった．一方，冷却しても水和水の脱離が見られたが，高分子鎖は側鎖のアミド基間の水素結合がすすんだヘリックス構造を形成していた．このように，高分子鎖および水和水の２つに着目して，溶液中の高分子構造と水分子の挙動を明らかにした．
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Research Products
(12 results)
