1997 年度実績報告書

光子相関法による高分子ゲルの反応速度論の解明と構造制御

研究課題

研究課題/領域番号	09450362
研究機関	京都工芸繊維大学
研究代表者	柴山充弘京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (00175390)
キーワード	高分子ゲル / 動的光散乱 / スペックル / 時分割動的散乱 / 静的構造不均一性 / アクリルアミド / ゲル化 / ゲルモード
研究概要	(1)高分子ゲルのスペックル解析様々なゲルに対して架橋不均一性の特性化およびその制御を行った。特に、弱荷電高分子ゲルについて、荷電度および架橋密度が散乱強度分布に及ぼす影響について系統的な研究を行い、散乱強度の架橋密度依存性に逆転現象が見られることを発見し、その理論的説明づけを行った。すなわち、通常のゲルでは架橋密度の増大に伴い、静的構造不均一性が大きくなり、その結果として散乱強度が増大することが知られている。しかし、弱荷電高分子ゲルにおいては荷電度次第で逆の現象もみられることを見出し、その理論的説明を行った。それらの研究成果をPhys.Rev.E,Rapid Commun.およびJ.Chem.Phys.の2件の論文として発表した。また、静的不均一性と動的熱揺らぎの分離(Physica Aに発表)、ゲルの構造解析に関する総説(Macromol.Chem.Phys.)、成書の執筆も行った。 (2)時分割動的光散乱法(TRDLS) 反応過程にある高分子系の大きさや拡散係数の変化のリアルタイム測定が可能となる時分割動的光散乱法を開発し、アクリルアミド誘導体モノマーからの重合過程をTRDLSにより追跡した。その結果、30分ほどの誘導時間を経て、散乱強度が一時的に著しく増大(発散)した後すぐに減少して定常値に落ちつくことを見いだした。この減少は最終生成高分子の濃度がいわゆるC^*濃度以上で見られることから、散乱強度の増大が孤立高分子鎖からなる有限クラスターの成長によるものであると考えられる。散乱強度の増大は架橋を伴うゲル化においてさらに著しく、3次元架橋によるクラスター成長の時間発展がモニターできた。また散乱強度発散後の定常状態においては、いわゆるゲルモード(空間を高分子網目が充填し、網目の協同拡散のみが観測される)が観察された。Polymerに発表。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] F.Ikkai, M.Shibayama: "Inflection in Cross-link Dependence of Gel Inhomogeneity" Phys.Rev.E,Rapid Commun.,vol.56,1997.1. R51-R54
[文献書誌] M.Shibayama et al.: "Effect of Degree of Cross-linking on Spatial Inhomogeneity in Charged Gels.I.Theoretical Prediction and Light Scattering Study" J.Chem.Phys.,vol.107,1997.13. 5227-5235
[文献書誌] M.Shibayama et al.: "Simple Scaling Rules on Swollen and Shrunken Gels" Macromolecules,vol.30,1997.23. 7307-7312
[文献書誌] M.Shibayama et al.: "Static Inhomogeneities and Dynamic Fluctuations of Temperature Sensitive Polymer Gels." Physica A. (in pless).
[文献書誌] T.Norisuye et al.: "Time Resolved Light Scattering Study on the Gelation Process of Poly (N-isopropyl acrylamide)." Polymer. (in press).
[文献書誌] M.Shibayama et al.: "Comparison of the Experimental and Theoretical Structure Factors of Temperature Sensitive" Macromolecules. (in press).
[文献書誌] M.Shibayama: "″Structure and Properties of Multi-Phase Polymeric Materials″,T.Araki,Q.Tran-Cong,and M.Shibayama Eds.,Chapt.6" Marcel Dekker (in press),

1997 年度 実績報告書

光子相関法による高分子ゲルの反応速度論の解明と構造制御

研究代表者

柴山 充弘 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (00175390)

研究成果

[文献書誌] F.Ikkai, M.Shibayama: "Inflection in Cross-link Dependence of Gel Inhomogeneity" Phys.Rev.E,Rapid Commun.,vol.56,1997.1. R51-R54

[文献書誌] M.Shibayama et al.: "Effect of Degree of Cross-linking on Spatial Inhomogeneity in Charged Gels.I.Theoretical Prediction and Light Scattering Study" J.Chem.Phys.,vol.107,1997.13. 5227-5235

[文献書誌] M.Shibayama et al.: "Simple Scaling Rules on Swollen and Shrunken Gels" Macromolecules,vol.30,1997.23. 7307-7312

[文献書誌] M.Shibayama et al.: "Static Inhomogeneities and Dynamic Fluctuations of Temperature Sensitive Polymer Gels." Physica A. (in pless).

[文献書誌] T.Norisuye et al.: "Time Resolved Light Scattering Study on the Gelation Process of Poly (N-isopropyl acrylamide)." Polymer. (in press).

[文献書誌] M.Shibayama et al.: "Comparison of the Experimental and Theoretical Structure Factors of Temperature Sensitive" Macromolecules. (in press).

[文献書誌] M.Shibayama: "″Structure and Properties of Multi-Phase Polymeric Materials″,T.Araki,Q.Tran-Cong,and M.Shibayama Eds.,Chapt.6" Marcel Dekker (in press),

1997 年度実績報告書

柴山充弘京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (00175390)