• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

ゲル微粒子の超高密充填によるソフトマテリアルの高強度化・高速応答化

研究課題

研究課題/領域番号 18K19113
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

浦山 健治  京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (20263147)

研究分担者 鈴木 大介  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (90547019)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワード高分子ゲル / ゲル微粒子 / 高分子レオロジー / 高分子力学物性
研究実績の概要

粒子径と架橋密度を制御した温度応答性ゲル微粒子を用いて,孤立状態の拡がりから求められるみかけの体積分率が1を超えるような超高充填状態のペーストおよびその架橋体の力学物性および温度応答性を調べた。化学種と粒子径が異なる2種のゲル微粒子の混合物ペーストの流動特性を調べ,極端に粒径差がある場合,小粒子が大粒子の隙間に入り込む充填状態の効果が現れ,2段階の降伏現象を示すことを明らかにした。ゲル微粒子の体積相転移温度以上での濃厚ペーストのレオロジー挙動をpHやイオン強度を変数として調べ,粒子間の疎水性相互作用による巨視的な連結構造(コロイドゲル)が発現するクライテリオンを明確化した。コロイドゲルの非線形流動挙動を調べ,大変形領域ではひずみに誘起された大規模な離水現象が起きることを見出し,離水挙動と力学特性の相関関係を明らかにしている。ゲル微粒子ペースト,水溶性ビニルモノマー,架橋剤の混合物から,ゲル微粒子のコンポジットゲルを創成した。ゲル微粒子の充填率が重なり濃度付近を超えると,充填率とともにコンポジットゲルの弾性率と破壊強度が増加することを見出した。また,コンポジットゲルの温度変化に対する応答を調べ,バルクの温度応答性ゲルとは異なる特徴をもつ体積変化挙動を見出した。バルクゲルでは昇温による収縮過程では表面スキン層の形成が生じ,冷却による膨潤過程とは大きく異なるキネティクスを示す。一方,コンポジットゲルは収縮過程でも膨潤過程とほぼ変わらないキネティクスを示すことを見出した。これは体積変化を示す要素がゲル表面ではなく内部に包埋されているためと考えられ,温度応答性ゲルの応用面でも貴重な知見となる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Two-step yielding behavior of densely packed microgel mixtures with chemically dissimilar surfaces and largely different sizes2020

    • 著者名/発表者名
      Saori Minami, Takumi Watanabe, Yuma Sasaki, Haruka Minato, Atsushi Yamamoto, Daisuke Suzuki, Kenji Urayama
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 16 ページ: 7400-7413

    • DOI

      10.1039/d0sm00366b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Criteria for Colloidal Gelation of Thermo-Sensitive Poly(N-isopropylacrylamide) Based Microgels2020

    • 著者名/発表者名
      Minami, S., Yamamoto, A., Oura, S., Watanabe, T., Suzuki, D., Urayama, K.
    • 雑誌名

      Journal of Colloid and Interfacial Science

      巻: 568 ページ: 165-175

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2020.02.047

    • 査読あり
  • [学会発表] 感温性ゲル微粒子懸濁液が形成するコロイドゲルのレオロジー挙動2020

    • 著者名/発表者名
      山本敦史、南沙央理、大浦舜、渡邊拓巳、鈴木大介、浦山健治
    • 学会等名
      日本レオロジー学会第47年会
  • [学会発表] コロイドゲルを形成する温度応答性ゲル微粒子懸濁液の非線形レオロジー挙動2020

    • 著者名/発表者名
      山本敦史、乾拓海、鈴木大介、浦山健治
    • 学会等名
      第13回西日本支部学生ワークショップ、日本レオロジー学会西日本支部

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi