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両親媒性高分子ゲルの構造と分子運動の解析と制御

研究課題

研究課題/領域番号 05750792
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 高分子構造物性(含繊維)
研究機関北海道大学

研究代表者

安永 秀計  北海道大学, 理学部, 助手 (80241298)

研究期間 (年度) 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
900千円 (直接経費: 900千円)
1993年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード高分子ゲル / 構造 / 分子運動 / NMR法 / 橋かけ
研究概要

本研究によって、高分子電解質ゲル中の水の^1H NMRの化学シフト値は膨潤度(q)が減少するにしたがって低磁場シフトし、q^<1/3>と直線関係があることを見い出した。理論計算から、水素結合を通してクラスターを形成した水の^1H化学シフト値は水の分子間距離の減少またはクラスターの大きさの増大によって低磁場シフトすることが示された。これらの結果から、橋かけ度の増加に伴うqの減少によって、ゲル中の水の分子間距離の減少またはより大きなクラスターの形成が起こることが示唆された。一方、膨潤度が低くなると水の回転および拡散運動が抑制されることがわかった。さらに、網目高分子間の距離の減少にしたがってゲル中の水の運動が束縛されることが明らかになった。一方、ゲルの膨潤度が一定でも橋かけ度が増加するとゲル中の水の運動が束縛されることが明らかになった。これより、水の運動は網目高分子の運動に影響を受けていることが示唆された。
一方、ゲル中の網目高分子の構造と橋かけ度の変化に伴う運動の変化をNMR法によって調べた。その結果、ゲル中の網目高分子の立体規則性が見積られ、また側鎖の運動は速く、主鎖の運動は遅いことが明らかになった。ゲルの膨潤度が一定でも橋かけ度の増加とともに主鎖の運動は束縛され、これがゲル中の水の運動にも影響を及ぼしていることがわかった。
次に、疎水基である長鎖アルキルエステル基を導入した両親媒性ゲルを合成し、橋かけ度・モノマー組成・鎖長・温度などがゲルの物性に及ぼす影響を調べた。その結果、橋かけ度・モノマー組成・鎖長・温度はゲルの構造形成に重要な役割を演じていることがわかった。また、外部から印加した電場がゲルの構造と分子運動に与える影響を解析している。

報告書

(1件)
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (4件)

  • [文献書誌] Hidekazu Yasunaga: "Dynamic Behavior of Water in Hydro-swollen Crosslinked Polymer Gels as Studied by PGSE ^1H NMR and Pulse ^1H NMR" Polymer Gels and Networks. 1. 83-92 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hidekazu Yasunaga: "Hydvogen-bonded Structure of Water in Crosslinked Polymer Gel as Studied by ^1H NMR Chemical Shift Data" Journal of Molecular Structure. 301. 125-128 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hidekazu Yasunaga: "A ^<13>C PST/MAS NMR Study of the Structure and Molecular Motion of a Crosslinked Polymer in the Gel Phase" Journal of Molecular Structure. 301. 129-136 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hidekazu Yasunaga: "Effect of Crosslinking on Molecular Motion of Water in Polymer Gel as Studied by Pulse ^1H NMR and PGSE ^1H NMR" Polymer Gels and Networks. 1. 213-219 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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