Detailed Viscoelastic Analysis for Semidilute Entangled Solutions of Polyelectrolytes Using Diffusing Wave Spectroscopy

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本年度は分子量の異なる４つの標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムについて，直径211nmのポリスチレン粒子をトレーサー粒子として用い，拡散波分光測定を行った．測定によって得られた複素弾性率の周波数依存性において，貯蔵弾性率と損失弾性率が２回交差し始める時のモノマー濃度をからみ合いモノマー濃度と定義し，その分子量依存性を評価した．低分子量域において，からみ合いモノマー濃度は分子量に対して-0.77のスケーリング指数にしたがって減少した．得られたスケーリング指数は電気的に中性な高分子に予測される指数と一致した．一方，高分子量域においては，得られたスケーリング指数がー２へと変化し，高分子電解質において予測される指数と一致した．観測されたスケーリング指数の変化は，からみ合った高分子電解質において，静電相互作用の影響は高分子量体にのみ観測されることを示唆している．緩和時間と平坦弾性率のモノマー濃度依存性を評価したところ，からみ合いモノマー濃度の実験結果と一致し，低分子量体ではスケーリング指数が中性高分子のスケーリング指数と一致し，一方，高分子量体では高分子電解質のスケーリング則にしたがった．Dobryninらのスケーリング理論において同様の遷移が予測されているが，本研究により，モデル予測を実験的に証明することができた．