高分子ゲルのレオロジー特性と振動吸収材料への応用

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高分子電解質ゲルを用いて貯蔵弾性率の膨潤度依存性について研究した。電解質ゲルは2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸(AMPS)とN-tert-ブチルアクリルアミド(BAA)をN,N'-メチレンビスアクリルアミド(MBAA)で化学架橋したコポリマーゲルである。AMPSの側鎖にはスルホン酸基があり高分子網目の変形により電荷間での静電反発が予想されるが、BAAゲルには電荷が存在しない。AMPS100%から成るゲルとモル比AMPS:BAA=65:35のコポリマーゲルで貯蔵弾性率の膨潤度依存性を比較した。弾性率と膨潤度にはべき乗則が成り立つが、べき指数はPAMPSゲルで1.00、Poly(AMPS-co-BAA)ゲルは0.75であり、弾性率はPoly(AMPS-co-BAA)ゲルよりPAMPSゲルの方が膨潤度に大きく依存すると考えられる。PVA水溶液にバリウムフェライト(BaFe_<12>O_<19>:最大粒径45μm)を加え、グルタルアルデヒドを架橋剤として磁性ゲルを合成した。このゲルを純水中で膨潤させた後、磁場強度1T(テスラ)の磁場中で磁化させ、超音波測定に供した。超音波測定は22.5℃±0.2の恒温水槽中で、10MHzのパルス・バースト波を用いて行った。磁化の前後における縦波弾性率の変化率ΔM'/M'_0をゲルの密度で比較した。磁化方向が音波の進行方向に対して垂直の場合、ゲルの密度が増加するにつれ変化率は大きくなるが、平行の場合はゲルの密度が増加するにつれ減少する傾向を示した。また、貯蔵弾性率を測定した。弾性率の変化は全ての角度においてプラス側に出ている。30度までは変化率に差は見られないが、50度付近から上昇し、90度では約20%の変化が見られた。