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N-イソプロピルアクリルアミド(NIPA)ゲル体積相転移に対する荷電基導入の効果を研究した。NlPAとアクリル酸、或いは、スチレンスルフォン酸、アクリルアミドの共重合体ゲルを合成し、それらの膨潤収縮挙動を調べた。非常に少量の荷電を導入することによって、転移的膨潤挙動が完全に消失することが明らかにされた。しかし、この荷電の効果は、塩添加によって抑制される。
NlPAゲルと共重合体ゲルに対して、示差走査熱量測定も行った。
I.NIPAゲルの熱挙動:温度に対する体積変化が連続的である、大きなサイズのゲルに対しても、広がってはいるが、明確な吸熱ピークが転移温度近傍で観測された。このことより、体積相転移の駆動力となっている脱水和が吸熱的であることがわかった。小さなサイズのゲルに対しては、体積相転移温度近傍に相転移に対応した2つの連続した吸熱ピークが観測された。
II.共重合体ゲルの熱挙動:荷電を含んだゲルの温度に対する体積変化が連続であること、それに対応するエンタルピー変化が小さいことを見出した。これに対して、次の2つの説明が可能であろう。1つは、体積収縮にもかかわらず脱水和が抑制されているというものであり、他の1つは、脱水和の吸熱が、何らかの発熱によって相殺されているというものである。荷電導入によって減少したエンタルピーが、塩添加によって回復することを見出した。NIPAと10モル%アクリル酸を含んだ共重合体ゲルが、pH=2において体積相転移することを新たに見出した。この相転移の転移温度は低下したが、吸熱エネルギーは、NIPAのそれと同じであった。このことは、未解離のアクリル酸の疎水性がNIPAのそれと同じであるこを示している。
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