水溶性高分子の相転移の研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02650638
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 窪田 健二 群馬大学, 工学部, 助教授 (40153332)
• キーワード: 水溶性高分子 / 相転移 / 光散乱 / コイル・グロビュ-ル転移 / ポリ(Nーイソプロピルアクリルアミド) / 分子内運動 / 界面活性剤

研究概要

本研究の当初の計画に於ては、主要には(1)ポリ(Nーイソプロピルアクリルアミド)(PNcPAM)の高分子量のものの徹底した分別とその分子内運動の温度依存性の追跡(2)PNiPAMのメチル置換体のPNiPMAMのキャラクタリゼ-ションと、これによるNー置換ポリアクリルアミドの相転移の検討を考えた。(1)は、分別が完了し相当に分布の狭い試料が得られ、現在その内部運動についての解析が進行中である。又(2)は、PNiPMAMのキャラクタリゼ-ションは完了し、引き続きその相転移点近くでの温度依存性を検討できる段階に来ている。これらについては一部発表してきた。又、比較的高濃度領域に於て相変化によりゲル状態実現される領域でNMR法を用いて水との相互作用について検討を行った。特に高圧下での測定から圧力の上昇がゲル化を抑制することが示された。そしてゲル化の進行に於て溶媒の水分子とポリマ-との水素結合が切れ、高分子鎖に水和していた水分子が解放されることが明らかとなった。このことは一本鎖でのコイルグビュ-ル転移に於ては、溶媒の水と水素結合していたカルボニル基等が分子内水素結合することにより疎水的状態へと変化し、鎖のコンフォ-メ-ションが縮んだ状態へと変化することを表わしている。それ故、この変化は分子内運動に大きな影響をもたらすと予想され(1)の課題の意義がますます明らかとなってきた。同時に、本年の研究に於ては、水との相互作用の検討という観点から界面活性剤分子の溶液中での構造・挙動についても研究を進めた。非イオン性のものについてはその臨界点近傍での挙動を検討し、又現在カチオン素界面活性剤について広い濃度・温度範囲でのキャラクタリゼ-ションを完了した。そしてこれの棒状ミセルとしての構造を明らかにした。又更に、これをふまえて相転移点近傍での性質を明らかにする段階へと進行中であり、これらから水との相互作用の特性を解析できるものと考えている。

研究成果

• [文献書誌] Kenji Kubota,Shouei Fujishige,& Isao Ando: "Single Chain Transition of Poly(Nーisopropylacrylamide)in Water." Journal of Physical Chemistry. 94. 5154-5158 (1990)
• [文献書誌] Kenji Kubota,Kenzi Hamano,Nobuhiro Kuwahara,Shouei Fujishige,& Isao Ando: "Characterization of Poly(Nーisopropylmethacrylamide)in Water." Polymer Journal. 22. 1051-1057 (1990)
• [文献書誌] Hideo Oota,Isao Ando,Shouei Fujishige,& Kenji Kubota: "A ^<13>C PST/MAS NMR Study of Poly(Nーisopropylacrylamide)in Solution and in the Gel Phase." Journal of Molecular Structure.
• [文献書誌] Hideo Oota,Isao Ando,Shouei Fujishige,& Kenji Kubota: "Molecular Motion and ^1H NMR Relaxation of Aqueous Poly(Nーisopropylacrylamide)Solution under High Pressure" Journal of Polymer Science.
• [文献書誌] Kenzi Hamano,Nobuhiro Kuwahara,Ikuo Mitsushima,Kenji Kubota,& Jun Ito: "Critical Anomaly in the Viscosity of a Nonionic Micellar Solution." Physics Letters. 150. 405-408 (1990)
• [文献書誌] Kenzi Hamano,Nobuhiro Kuwahara,B.Chin,& Kenji Kubota: "Dynamic LightーSeatlering Measurement for a Saltーinduced Cataract in the Eye Lens on a Chicken" Physical Review A. 43. 1054-1060 (1991)