両親媒性高分子ゲルの構造と分子運動の解析と制御

两亲性聚合物凝胶结构和分子运动的分析与控制

• 批准号: 05750792
• 负责人: 安永 秀計
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750792/
• 关键词: 高分子ゲル; 構造; 分子運動; NMR法; 橋かけ

本研究によって、高分子電解質ゲル中の水の^1H NMRの化学シフト値は膨潤度(q)が減少するにしたがって低磁場シフトし、q^<1/3>と直線関係があることを見い出した。理論計算から、水素結合を通してクラスターを形成した水の^1H化学シフト値は水の分子間距離の減少またはクラスターの大きさの増大によって低磁場シフトすることが示された。これらの結果から、橋かけ度の増加に伴うqの減少によって、ゲル中の水の分子間距離の減少またはより大きなクラスターの形成が起こることが示唆された。一方、膨潤度が低くなると水の回転および拡散運動が抑制されることがわかった。さらに、網目高分子間の距離の減少にしたがってゲル中の水の運動が束縛されることが明らかになった。一方、ゲルの膨潤度が一定でも橋かけ度が増加するとゲル中の水の運動が束縛されることが明らかになった。これより、水の運動は網目高分子の運動に影響を受けていることが示唆された。一方、ゲル中の網目高分子の構造と橋かけ度の変化に伴う運動の変化をNMR法によって調べた。その結果、ゲル中の網目高分子の立体規則性が見積られ、また側鎖の運動は速く、主鎖の運動は遅いことが明らかになった。ゲルの膨潤度が一定でも橋かけ度の増加とともに主鎖の運動は束縛され、これがゲル中の水の運動にも影響を及ぼしていることがわかった。次に、疎水基である長鎖アルキルエステル基を導入した両親媒性ゲルを合成し、橋かけ度・モノマー組成・鎖長・温度などがゲルの物性に及ぼす影響を調べた。その結果、橋かけ度・モノマー組成・鎖長・温度はゲルの構造形成に重要な役割を演じていることがわかった。また、外部から印加した電場がゲルの構造と分子運動に与える影響を解析している。

这项研究发现，随着肿胀程度（Q）的降低，聚电解质凝胶中水的 ^1H NMR的化学位移值偏移，并且与Q ^<1/3>有线性关系。理论计算表明，通过氢键的簇水的 ^1H化学位移值由于水间距离的减小或簇大小的增加而降低了氢键。这些结果表明，随着交联的增加而减少Q会导致凝胶中水的分子间距离或较大簇的形成减少。另一方面，发现当肿胀水平降低时，水的旋转和扩散运动就会被抑制。此外，已经表明，随着网格聚合物之间的距离降低，凝胶中的水的运动受到约束。另一方面，已经发现，即使凝胶的肿胀程度是恒定的，当交联程度增加时，凝胶中的水的运动也受到限制。这表明水的运动受网状聚合物的运动影响。另一方面，NMR研究了与凝胶中网格聚合物的结构变化和交联的变化相关的运动变化。结果，估计了凝胶中网络聚合物的立体尺寸，并发现侧链的移动速度很快，并且主链的移动缓慢。已经发现，即使凝胶的肿胀程度是恒定的，随着交联的增加程度，主链的运动也受到限制，这也会影响凝胶中水的运动。接下来，合成了两亲性凝胶，其中引入了疏水基团的长链烷基酯基，并研究了交联，单体组成，链长，温度等对凝胶物理特性的影响。结果，发现交联的程度，单体组成，链长和温度在凝胶结构形成中起重要作用。此外，分析了外部应用电场对凝胶结构和分子运动的影响。