モデル系を用いた水溶液中の構造形成の解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09874144
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 前田 悠 九州大学, 理学部, 教授 (20022626)
• キーワード: アミンオキシド / 混合ミセル / 複合体形成 / 走査示差熱解析 / 界面活性剤 / 液晶

研究概要

(1) 当初計画項目についての報告。
1. ドデシルジメチルアミンオキシド(D12DAO)/水系の固体の示差走査熱量解析。
カチオン種では、水を含まない場合は炭化水素鎖の融解の後に結晶が融解したが、水濃度2wt%では炭化水素鎖の融解が結晶の融点となった。融点、融解熱は共に水含量の増加とともに減少し、14%では検出困難となった。1:1種では、66℃(T_2)の主転移、46℃(T_1)の副転移共に水含量に依存せず一定であった。転移熱はT_2の方が大きく減少し、6%で検出困難。T_1の方は10%で検出困難。1:1の組成が安定であることが示された。
2. DDAO/水系の相図作成。
X線回折の結果を併用して、概略的な相図(温度一濃度)を、イオン種、1:1種、非イオン種の3種について作成した。いずれも、濃度増加により、L_1→H_1→C-+L_αの相転移を示した。1:1種か最も低濃度でH_1へ転移した。
3. 赤外線分光法の適用の可能性。 C14DAOの固体のKBr錠剤法では、1:1種の場合のみ波数900付近に特異な吸収帯を見い出し、赤外吸収による構造解析の可能性が高くなった。
4. C10DAOの固体状態の示差走査熱量測定。 C10DAOについて、イオン種/非イオン種の比率を変えた試料のDSC測定により、1:1種の場合、相転移はC12の2箇所とは異なり1箇所のみであった。(II) 当初計画外の小角中性子散乱(SANS)と電気泳動光散乱(ELS)を行なった。無添加塩系では、cmcの組成依存性が正則溶液論に従はない異常を示したが、SANSから会合数は組成によらずほぼ一定(75)であった。添加塩系ではミセルは棒状に成長すること、1:1種のほうが大きく成長することが確認された。
(III) 以上の研究の結果、当初目的の二本鎖型への変換に有利な条件の推定が可能となり、これに基づきC14DAOについて、粘弾性を示す溶液が見い出され、低温電子顕微鏡からは紐状ミセルが密に絡み合い、分岐も見い出された。プロトン化という物理的変化による一本鎖-二本鎖変換の実現に大きく近づくことが出来た。

研究成果

• [文献書誌] R. Kakehashi: "Osmotic Coefficients of Vinylic Polyelectrolyte Solutions without Added Salt," Colloid & Polymer Sci.,. 276・1. 28-33 (1998)
• [文献書誌] Y. Imaishi: "Dodecyldimethylamine Oxide Micelles in the Absence of Added Salt." J. Colloid Interface Sci,. 197. 309-316 (1998)
• [文献書誌] H. Kawasaki: "Effects of the Gel Size on the Volume Phase Transition of N-Isopropylacrylamide Gels : A Calorimetric Study" Langmuir. 14・4. 773-776 (1998)
• [文献書誌] S. Sasaki: "Effects of the hydrophobicity of the chains on the binding behavior of Ca^<2+> ions of ionic gels," Langmuir. 14・4. 796-799 (1998)
• [文献書誌] F. Kano: "Monte Carlo Simulation of the β-Sheet - Random Coil Transition of a Homopolypeptide. II. Kinetic Study" Jpn..., J. Appl. Phys.37・6A. 3614-3619 (1998)
• [文献書誌] H. Katsuura: "Effect of the protonation equilibrium on the interaction of mixed micells with the counterions" Coll. oid & Polymerr Sci. (印刷中).