種々の末端架橋高分子細目のトポロジーとゴム弾性の相関の解明

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前年度の研究では、EdwardとVilgisが提唱したslip-linkモデルが、末端架橋高分子網目の応力-ひずみ挙動を最もよく記述できることを明らかにした。本年度は、前年度よりも低濃度範囲の溶液から作製された末端架橋高分子網目の二軸伸長試験の結果を用いて、さらにslip-linkモデルを検証した。その結果、slip-linkモデルは架橋前の高分子鎖のからみ合いの状態によらずに実験結果をよく記述できることを明らかにした。さらに、モデル由来の各パラメータの値は、個々の試料における網目の構造パラメータから概算される値とほぼ一致した。これまでに得られたすべての末端架橋高分子網目の二軸伸長試験のデータを用いて、従来よく用いられているMooney-Rivlin型のひずみエネルギー密度関数を評価した。しかし、いかなる濃度から作製した網目においても、Mooney-Rivlin型のひずみエネルギー密度関数は、実験結果を説明できなかった。また、最適化によって得られたパラメータの濃度依存性も理論が予測するものとは異なった。末端架橋反応を用いて両親媒性高分子網目を作製するために、一次高分子鎖の末端に反応性の高い官能基を導入する反応経路を模索した。種々の低分子化合物を用いて末端官能基の変換を試みたが、高反応率の一次高分子鎖は得られなかった。したがって、本研究で用いた一次高分子鎖からは、両親媒性高分子網目を定量的に評価するのに十分な網目を作製することができなかった。食品等でゲル化剤や増粘剤として用いられるキシログルカンの溶液中での分子鎖形態を明らかにした。種々の種子より抽出したキシログルカンの構造はすべて同じであったが、鎖の柔らかさに違いが見られた。種々の種子由来のキシログルカンの見せる異なる物理化学特性は、この鎖の柔らかさに起因するものであると考えられる。