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ポリビニルアルコール水溶液物性への再挑戦と高分子水溶液の理解の深化

研究課題

研究課題/領域番号 17K05881
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 高分子化学
研究機関京都大学

研究代表者

井田 大地  京都大学, 工学研究科, 准教授 (80610518)

研究分担者 吉崎 武尚  京都大学, 工学研究科, 教授 (90230705)
中村 洋  京都大学, 工学研究科, 教授 (90243162)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードポリビニルアルコール / 高分子水溶液 / 静的光散乱 / 分子動力学シミュレーション / 量子化学計算 / けん化度 / 上限臨界相溶温度型相挙動 / 下限臨界相溶温度型相挙動 / 閉環型相挙動 / 立体規則度 / 分子内水素結合 / ポリ酢酸ビニル / 高分子構造・物性
研究成果の概要

ポリビニルアルコール(PVA)水溶液物性の分子論的理解を目指し,PVA稀薄水溶液物性に関する実験的・計算化学的研究を行った.実験的には,けん化度100%および84%のPVA試料の稀薄水溶液について静的光散乱測定を行い,水溶液中において,けん化度100%のPVAは良溶媒中の分子量が大きい典型的な屈曲性高分子として振る舞うが,けん化度84%のPVAはΘ溶媒中の幾分固い高分子として振る舞うことを明らかにした.計算化学的には,全原子モデル分子動力学シミュレーションと量子化学計算の組み合わせにより,水中PVAの主鎖の回転異性体および水素結合パターンとNMRスペクトルの関係を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,ポリビニルアルコール(PVA)の稀薄水溶液物性に対するけん化度の影響,および,水中PVAの局所形態や水素結合状態を明らかにした.得られた成果は,広範な実用的・工業的用途を持つPVAの性能向上に向けた指針を与えるのみならず,広く非イオン性高分子水溶液物性に関する基礎的知見を与えるものである.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Semiflexible ring polymers in dilute solutions2018

    • 著者名/発表者名
      Ida Daichi
    • 雑誌名

      Reactive and Functional Polymers

      巻: 130 ページ: 111-117

    • DOI

      10.1016/j.reactfunctpolym.2018.06.007

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference in dilute aqueous solution behavior between poly(ethylene glycol) and poly(ethylene oxide)2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Akihisa、Aoki Yutaka、Osa Masashi、Ida Daichi、Yoshizaki Takenao
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 50 号: 3 ページ: 231-237

    • DOI

      10.1038/s41428-017-0010-x

    • NAID

      40021480211

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topology-Dependent Chain Stiffness and Local Helical Structure of Cyclic Amylose Tris(3,5-dimethylphenylcarbamate) in Solution2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoki Akiyuki、Yokobatake Hiromi、Hasegawa Hirokazu、Takenaka Aya、Ida Daichi、Kitamura Shinichi、Terao Ken
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 50 号: 10 ページ: 4000-4006

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.7b00706

    • NAID

      120007053185

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scattering function of semi-rigid cyclic polymers analyzed in terms of worm-like rings: cyclic amylose tris(phenylcarbamate) and cyclic amylose tris(n-butylcarbamate)2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoki Akiyuki、Ida Daichi、Terao Ken
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 49 号: 8 ページ: 633-637

    • DOI

      10.1038/pj.2017.27

    • NAID

      120006577263

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ポリ-N ,N -ジエチルアクリルアミド水溶液の小角X線散乱2020

    • 著者名/発表者名
      田中 陽,長内 真弥,領木 研之,井田 大地
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポリ-N ,N -ジエチルアクリルアミドの稀薄水溶液物性2019

    • 著者名/発表者名
      千布 堅一朗,井田 大地,長 昌史,吉﨑 武尚
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポリメタクリル酸-2-(2-メトキシエトキシ) エチル水溶液の相挙動2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木 郁美,伊丹 丈尋,寺島 祟矢,西田 幸次,井田 大地
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Dilute solution properties of semiflexible ring polymers2019

    • 著者名/発表者名
      Daichi Ida and Takenao Yoshizaki
    • 学会等名
      255th ACS National Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学法を用いた高分子水溶液物性研究2018

    • 著者名/発表者名
      井田 大地
    • 学会等名
      平成30年度高分子学会九州支部若手研究会夏の講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 半屈曲性星型および環状高分子の稀薄溶液物性2018

    • 著者名/発表者名
      井田 大地
    • 学会等名
      18-1高分子基礎物性研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子動力学法を用いた高分子稀薄水溶液物性研究2018

    • 著者名/発表者名
      井田 大地,山下 遼人,山澤 博史,島田 次郎,吉﨑 武尚
    • 学会等名
      2018年度高分子基礎物性研究会・高分子計算機科学研究会・高分子ナノテクノロジー研究会合同討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 水溶液中の高分子の部分比容の温度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      田中 陽,千布 堅一朗,井田 大地,吉﨑 武尚
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学法による負固有粘度の分子論的検討2018

    • 著者名/発表者名
      松岡 佳那,島田 次郎,井田 大地
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中におけるポリ-N,N-ジエチルアクリルアミドの第2ビリアル係数の温度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      千布 堅一朗,田中 陽,長 昌史,井田 大地,吉﨑 武尚
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Fine Characterization of Ring Polymers in Dilute Solutions on the Basis of the Wormlike Ring Model2018

    • 著者名/発表者名
      Daichi Ida
    • 学会等名
      Polymers Meet Topology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2-ブトキシエタノール水溶液の微視的構造の温度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      山澤 博史,井田 大地
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学法による水溶液中のポリエチレングリコールの第2ビリアル係数に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      山下 遼人,島田 次郎,井田 大地,吉﨑 武尚
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリビニルアルコール稀薄水溶液物性のけん化度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      梶川 達也,西野 哲史,井田 大地,長 昌史,吉﨑 武尚
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 2-ブトキシエタノール水溶液の微視的構造の温度依存性.II.原子間動径分布関数2018

    • 著者名/発表者名
      山澤 博史,島田 次郎,井田 大地
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 基礎高分子科学 第2版2020

    • 著者名/発表者名
      高分子学会
    • 総ページ数
      496
    • 出版者
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807909629
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 環状高分子の合成と機能発現2018

    • 著者名/発表者名
      手塚 育志 監修
    • 総ページ数
      336
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313993
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] ポリビニルアルコール水溶液物性へのけん化度の影響

    • URL

      http://www.molsci.polym.kyoto-u.ac.jp/kasen/kasen74.pdf

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] ポリビニルアルコールの光散乱

    • URL

      http://www.molsci.polym.kyoto-u.ac.jp/kasen/kasen71.pdf

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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