1988 Fiscal Year Annual Research Report
NMRスペクトルによるポリマーゲルの構造と物性・機能性の関連
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63550658
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 寿弥 東京農工大学, 工学部, 助教授 (90092486)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 勲 東京工業大学, 工学部, 教授 (20016637)
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| Keywords | 核磁気共鳴スペクトル / 高分子ゲル / 相互作用 / 化学シフト / 緩和時間 |
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| Research Abstract |
ポリマーゲルのNMRシグナルは非常ブロードで、緩和時間が短くなるため、ポリマーのゲル化の過程をNMRにより観測できる。プロトンシグナルの緩和時間の観察により、ポリ(N-イソプロピルアミド)の高圧下でのゲル化を研究した。常圧では32℃で緩和時間が急激に減少するが、400kg/cm^2では徐々に減少する。このことより、ゲル化は常圧では急速に起こるが、圧力を上げると速度が低下することが明らかとなた。また、ゲル化により側鎖の化学シフトが変化することから、側鎖の立体配座が変わることが見いだされた。
また、ポリマーゲル中の低分子は比較的鋭い^<13>C-NMRシグナルを与えるため、ゲル中の低分子の運動や相互作用を観測できる。架橋度50%で粒径10μmのスチレン-ジビニルベンゼンゲルの存在下で、種々の低分子化合物の^<13>C-NMRシグナルを測定した。メタノールやイソオクタンのようにゲルと極性が大きく異なる化合物は、ゲルが存在すると、0.2〜0.3ppm高磁場に幅広い新しいピークを与え、このピークの強度はゲルの量とともに増大した。低分子化合物の量とピークの強度比から、ゲル中やゲルから約3μm以内にある低分子化合物が新しいピークを示すことがわかった。一方、クロロホルム、トルエン、シクロヘキサンなどのようにスチレンゲルと極性の近い化合物は、ゲルが入るとピークの幅が広がるのみで、新しいピークを与えなかった。
低分子化合物の緩和時間(T_1)を測定した。ゲルが存在すると、いずれの化合物でも緩和時間は減少した。クロロホルムの緩和時間はゲルが入ると、ゲルがない場合に比べ0.4倍に減少するが、他の化合物では約0.6倍となった。これはクロロホルムでは、分子内に緩和を起こす核が1つしかなく、他の化合物では3以上存在するためであると考えた。
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