無機ゾル-ゲル系におけるスピノ-ダル分解過程の光散乱法による解析

光散射法分析无机溶胶-凝胶体系中的旋节线分解过程

• 批准号: 05750610
• 负责人: 中西 和樹
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Kyoto 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-05750610/
• 关键词: ゾル-ゲル法; シリカ; スピノ-ダル分解; アルコキシド; 水溶性高分子; 光散乱; 多孔体

数種の水溶性有機高分子あるいは極性の高い溶媒の共存下において、珪素アルコキシドを加水分解することにより、ゲル化とスピノ-ダル分解がほぼ同時に起こり得る条件を探索し、マイクロメートル領域の多孔構造形成過程を追跡した。相分離によって起こる濃度揺らぎの時間発展を、He-Neレーザーを光源とし、フォトダイオードアレイを検出系とした光散乱装置を用いて、1秒ごとに時間分割追跡した。まず、相分離初期の濃度揺らぎの時間発展が指数関数的であり、波長一定の期間が存在することを確認した。このことは、相分離過程がスピノ-ダル分解機構に従って起こっていることを示していた。次に、出発組成や反応温度を変化させて、ゾル-ゲル転移と相分離過程の開始時期の相対関係を変化させたところ、以下のことが明らかになった。(1)相分離過程がゾル-ゲル転移よりも十分早く開始すると、散乱プロファイルは多くの液-液相分離系で見られるのと同様な時間変化を示し、その後期過程においてゾル-ゲル転移に起因すると推察される構造の凍結が起こった。(2)ゾル-ゲル転移による網目形成に並行して相分離過程が開始すると、ドメインの形成過程は相分離開始が遅いほど減速され、構造凍結はより早く起こった。(3)ゾル-ゲル転移が開始して十分時間が経ってから相分離過程が進行する場合には、ほとんど濃度揺らぎの周期波長は変化しないまま、網目内の濃度コントラストだけが拡大して、比較的規則正しい多孔構造が形成された。

通过在存在几种水溶性有机聚合物或高度极性溶剂的情况下水解硅氧烷氧化物，几乎同时搜索了凝胶化和旋转分解的条件，并跟踪在微米区域形成多孔结构的过程。通过使用He-Ne激光作为光源，将光散射装置作为光源和光电二极管阵列作为检测系统，每秒使用光散射装置来跟踪浓度波动的时间演变。首先，已经证实，相位分离开始时浓度波动的时间演变是指数的，并且有一段时间的时间为恒定波长。这表明相位分离过程是根据旋转分解机制进行的。接下来，通过更改起始组成和反应温度，改变了Sol-Gel转变与相分离过程的开始时间之间的相对关系，并揭示了以下内容。 （1）当相分离过程比SOL-GEL过渡早得多时，散射曲线表现出类似于在许多液体液相分离系统中所见的时间变化，从而导致结构的冻结，这被认为是归因于Sol-Gel Transition。 （2）当相分离过程与溶胶 - 凝胶过渡引起的网络形成并联时，随着相距开始开始，域的形成过程减慢了，并且结构冻结的速度更快。 （3）自从溶胶 - 凝胶转变开始以来，相分离过程在足够的时间后进行时，浓度波动的周期性波长几乎不会变化，并且仅将浓度对比增大，从而导致相对正常的多孔结构。