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pHとイオン強度に応答したハイドロゲルマイクロカプセル膜の構造変化

水凝胶微胶囊膜结构随pH值和离子强度的变化

基本信息

批准号：
06680864
负责人：
牧野公子
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、我々は両性高分子電解質膜を持つpoly(L-lysine-alt-terephthalic acid)マイクロカプセルが外部のpHとイオン強度に応答して、その粒子径と膜の物質透過速度が変化することを報告してきた。この現象はマイクロカプセルの膜がゲル構造を持ち、その構造が外部のイオン濃度に応答して変化することによると考えられる。粒子径が減少あるいは増大する時、膜厚も減少するのか、又逆に増大するのかはこの構造変化を知る上で重要である。そこで、本年度はphとイオン強度及びマイクロカプセルの粒子径と膜厚の3つの関係を明らかにする事を目的として種々のpHとイオン強度の溶液中にマイクロカプセルを分散して膜厚の測定を行った。膜厚の測定には音波測定法を用い、膜の密度と断熱圧縮率、水和量を求めた。同時にこの条件下での膜の粘弾性をハ-ケの粘度計を用いて測定した。マイクロカプセルサスペンションは最も粒子径の小さい領域(pH4)ではニュートン流動を示し、断熱圧縮率は小さかった。マイクロカプセル膜がゲル構造を持つpH6以上の領域では非ニュートン流動を示しpHが増加するとともに降伏値が増加し、断熱圧縮率も増加した。こうして、膜が電荷を持ち、負の電荷密度が大きくなると膜の粘弾性が増加することが示された。pHを変化させた時、膜密度の変化は粒子径の変化と逆の傾向を示した。即ち、pH6以上で粒子径が大きくなると膜密度は低下し、pH4で粒子径が最小の時膜密度が最大になった。膜の水和量の測定の結果マイクロカプセル膜が固体からゲル化する領域(pH4-pH6)で膜の水和量が劇的に増加することが明らかになった。しかし、よりアルカリ性の溶液中では水和量は減少した。これは高分子の電荷密度が非常に高い領域では膜内に存在する水分子であっても、その多くが結合水ではなく自由水として存在するためと考えられる。

In recent years, it has been reported that poly(L-lysine-alt-terephthalic acid) electrolyte membrane has been used to improve the pH and strength of external particles, and the material transmission rate of the membrane has changed. This phenomenon is caused by the change of the structure of the film and the change of the concentration of the film. It is important to know the structural changes when the particle diameter decreases or increases, and the film thickness decreases or increases. This year, the relationship between particle diameter and film thickness in the solution of pH and strength was clearly defined. Film thickness measurement is based on sonic measurement, film density, thermal shrinkage, and water content. At the same time, the viscosity of the film under these conditions was measured by a viscometer. The maximum particle size is in the range of pH4, and the maximum thermal contraction is in the range of pH4. In the region of pH6 and above, the temperature drop increases, and the thermal contraction rate increases. The charge density of the film increases, and the viscosity of the film increases. The change of pH, the change of film density and the change of particle diameter are shown. That is, when the particle diameter is larger than pH6, the film density is lower, and when the particle diameter is smaller than pH4, the film density is maximum. The results of membrane water content measurement show that the membrane water content increases rapidly in the solid phase (pH4-pH6). The amount of water in the solution decreases. The charge density of the polymer is very high, and the water molecule exists in the membrane.