| 研究概要 |
本研究では,まず高分子準濃厚溶液における濃度揺らぎを動的光散乱法によって検出することにより,溶媒と溶質高分子の相互拡散と粘弾性緩和のカップリングに対する我々の理論の正当性を実験的に検証し,自己相関関数g^<(2)>(t)のキュムラント法による解析とg^<(2)>(t)に関する離散的相関スペクトルの解析から,拡散係数D,摩擦係数ζ,ゴム状平坦弾性率L_0,最長緩和時間T_mを正しく評価できることを示した。つぎに,いくつかの合成高分子の準濃厚溶液,両親媒性分子の形成するミセル溶液について拡散および粘弾性特性ならびにミセルの特性決定を行った。得られた主な知見は以下のとおりである。
1)ζは高分子の種類,分子量,および溶媒系に依らずほぼ同一の指数則にしたがって濃度の増加と共に大きくなることが判明した。この結果はDの濃度依存性の溶媒系による違いは拡散の駆動力すなわち浸透圧縮率の濃度変化が溶媒系によるためであることが分かった。
2)L_0は高分子の分子量に依らず濃度の自乗に比例して増大し,それぞれの高分子について力学測定からえられている準状態の文献値と滑らかにつながることが分かった。この結果は,高分子鎖の絡み合い網目による高分子溶液の粘弾性についてゴム弾性理論に基づく考え方が濃厚系のみならず,かなり稀薄な濃度領域まで成立することを示す。
3)T_mは定常流粘度の3.4乗則に対応して,高分子-溶媒系によらず分子量の約3.4乗にほぼ比例することが分かった。
4)天然のレシチンはシクロヘキサン中では球状のミセルを形成,ミセル中の水含量と共に円筒状の形態をとり,レシチン分子が一定の間隔で配置される構造をとって成長することが判明した。
5)界面活性剤C_<12>E_6は水溶液中で偏長楕円体状のミセルを形成し,そのサイズは温度の上昇につれて大きくなるが,濃度が充分高い場合,ミセルが紐状となり網目構造を形成して粘弾性緩和現象を呈することを見出した。
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