高分子エレクトロレオロジー流体の高次構造と分子運動の解析

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1. 芳香族イソシアナートとポリエーテルアミンとの付加により、ウレア化ポリエーテルを合成した。また、変性シリコーンを用いて、ウレタン結合を有するシリコーン系オリゴマーを合成した。2. 電場下で剪断粘度および動的粘弾性測定を行った結果、前年度のウレタン化合物と同様に粘度や弾性率が電場下で増加または減少する正または負のER効果を示した。3. ウレタンおよびウレア化合物とシリコーンオイルや変性シリコーンオリゴマーとの混合系流体を調製した。混合組成によってER効果に顕著な違いが見られた。特に、単独で負のER効果を示すウレタン化およびウレア化ポリエーテルが、シリコーンオイルと混合することにより正のER効果を示すことが分かった。顕微鏡で電場下の挙動を観察した結果、これらの混合系の正のER効果は、高分子液晶系ER流体などに見られる相構造変化と類似の機構により発現することが分かった。4. ウレア化ポリプロピレンオキシドの^1H-NMR緩和測定を行い、前年度のウレタン化合物および両者の原料物質であるポリプロピレングリコールとのセグメント運動の比較を行った。スピン-格子緩和時間T_1とスピンスピン緩和時間T_2の測定結果から、グリコールに比べるとウレアやウレタンは、分子全体の運動が抑制されている一方で末端基の局所的な運動は激しくなることが示唆された。末端基の運動性が大きいことが電場下での配向などの分子形態変化に有利となり、ER効果の増大に寄与していると推測される。5. 側鎖型モノマーの合成と重合によりビニル系高分子を調製し、側鎖の互変異性や酸解離平衡、金属イオンとの錯形成能を調べた。これらの高分子は均一系としてはER流体には利用できないが混合系や溶液系ER流体への利用は可能であると考えられる。特に金属イオンと容易に錯形成することから、電場と磁場に応答するEMR流体として応用できる可能性が示唆された。