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高分子ゲルの体積相転移と相転移ダイナミクスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10305069
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 高分子構造物性(含繊維)
研究機関京都大学

研究代表者

升田 利史郎  京都大学, 工学研究科, 教授 (10026007)

研究分担者 荒木 修  京都大学, 工学研究科, 助手 (50303863)
瀧川 敏算  京都大学, 工学研究科, 助教授 (50201603)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
34,000千円 (直接経費: 34,000千円)
2000年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1999年度: 14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
1998年度: 16,200千円 (直接経費: 16,200千円)
キーワード拡散係数 / 二次転移 / 一次転移 / 相図 / 転移熱 / DSC / ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / 高分子ゲル / ポリ(N-イソプロピル)アクリルアミド / 体積相転移 / 膨潤 / 脱膨潤 / 臨界現象
研究概要

体積相転移温度近傍でのポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPA)ゲルの膨潤・収縮のダイナミクスを温度ジャンプ法で調べた.膨潤過程では,ゲルが収縮相にある場合も膨潤相にある場合も共に転移温度に近づくにつれ拡散係数は減少することがわかった.この現象は,二次転移的な体積変化を示すゲルだけでなく,体積が連続的に変化するゲルや不連続に変化するゲル(一次転移ゲル)にも見られることがわかった.一方,収縮過程では,ゲルが膨潤相にある場合は温度ジャンプ法で求めた拡散係数は膨潤過程での値とよく一致した.しかしながら,収縮相にあるゲルでは体積変化から計算した拡散係数は,その温度ジャンプにより生じる全体積変化量に大きく依存することがわかった.収縮過程では,ゲルの体積変化と相分離とは密接に関係している.上にのべた収縮過程での特異な挙動は収縮が相分離の影響によるものと考えられる.少量のイオン性基を含むPNIPAゲルの体積相転移挙動に及ぼす荷重の影響を調べた.この研究により,転移温度の荷重(応力)依存性曲線がファンデアワールス流体系での相図に対応することを見いだした.荷重下(応力場)にあるゲルでは,転移温度の応力依存性曲線が相図に対応することから,共存線の勾配よりクラペイロンの式に用いて転移熱を求める方法を提案した.この方法で求めた転移熱は高分子網目の転移熱(網目の部分モルエンタルピー)に対応することも示した.

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa: "Transition Enthalpy for a Poly(N-isopropylacrylamiole) Based Polymer Gel Estimated from the Clapeyron Equation"Polymer J.. 33. (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa: "Effects of Mechanical stress on the Volume Phase Transition of Poly(N-isopropylacrylamide)Based Polymer Gels"J.Chem.Phys.. 113. 7640-7645 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa: "Swelling and flow Properties of Tubular Poly(vinyl alcohol)Gels"Biorheology. 36. 401-410 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa: "Rheological Properties of the Gellan/Water System"Progr.Colloid Polym.Sci.. 114. 62-67 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa: "Flow-Induced Swelling of Poly(vinyl alcohol)Gel"J.Chem.Phys. 111. 2295-2300 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa: "Deswelling Kinetics of Poly(N-isopropylacrylamido)Gels at Volume-Phase Transition"Polymer J.. 31. 595-598 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa et al.: "Transition Entltalpy for a Poly (N-isopropylacrylamide) Based Polymer Get Estimated from the Clapeyron Equation"Polym.J.. 33-3. 297-300 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa et al.: "Effects of Mechanical Stress on the Volume Phase Transition of Poly (N-isopropylacrylamide) Based Polymer Gels"J.Chem.Phys.. 113-17. 7640-7645 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa et al.: "Swelling and Flow Properties of Tubular Poly (vinyl alcohol) Gels"Biorheology. 36-(5, 6). 401-410 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa et al.: "Rheological Properties of the Gellan/Water System"Progr.Colloid Polym Sci.. 114. 62-67 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa et al.: "Flow-Induced Swelling of Poly (vinyl alcohol) Gel"J.Chem.Phys.. 111-5. 2295-2300 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa et al.: "Deswelling Kinetics of Poly (N-isopropylacrylamide) Gels at Volume-Phase Transition"Polym.J.. 31-7. 595-598 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa: "Transition Enthalpy for a Poly(N-isopropylacrylamide) Based Polymer Gel Estimated from the Clapeyron Equation"Polymer Journal . 33・3. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa: "Effects of Mechanical stress on the Volume Phase Transition of Poly(N-isopropylacrylamide)Based Polymer Gels"J.Chem.Phys.. 113・17. 7640-7645 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Osamu Araki: "Conformational Relaxation in Glassy State of Poly (methyl methacrylate)s Investigated by Viscoelasticity and Density Measurements Osamu Araki"Polymer Journal. 32・2. 97-102 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 荒木修: "相分離状態にあるポリメタクリル酸メチル/α-メチルスチレン-アクリロニトリル共重合体ブレンドのガラス領域における動的粘弾性"高分子論文集. 57・1. 8-14 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 荒木修: "ポリメタクリル酸メチル/α-メチルスチレン-アクリロニトリル共重合体ブレンド系のガラス状態における引張特性"高分子論文集. 56・11. 732-737 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kenzo Okamoto: "Measurement of Interfacial Tension between Polymer Melts: Improved Imbedded Fiber Retraction, Breaking Thread and Dynamic Viscoelasticity Methods"日本レオロジー学会誌. 27・2. 109-115 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa: "Flow-Induced Swelling of Poly (vinyl alcohol) Gel"Journal of Chemical Physics. 111・5. 2295-2300 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Toshikazu Takigawa: "Deswelling Kinetics of Poly (N-isopropylacrylamide) Gels at Volume-Phase Transition"Polymer Journal. 31・7. 595-598 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Michiaki Mabuchi: "Structuarl Relaxation of Ultrathin Polymer Films Prepared by the Langmuir-Blodgett Technique: Characteristics of the Two-Dimensional System" Macromolecules. 31・18. 6083-6088 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hideki Yamane: "Observation of Deformation and Recovery of Poly(isobutylene) Droplet in a Poly(isobutylene)/Poly(dimethylsiloxane) Blend after Application of Step Shear Strain" Journal of Rheology. 42・3. 567-580 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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