圧刀誘起による高分子結合相関系の相転移と臨界ダイナミクス

压力刀诱导聚合物键合相关体系的相变和临界动力学

• 批准号: 13031019
• 负责人: 柴山 充弘
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13031019/
• 关键词: 温度敏感型高分子ゲル; N-イソプロピルアクリルアミド; 高分子結合相関系; 動的光散乱; 光子相関; 圧力誘起相転移; 体積相転移; 不均一性

温度敏感型で知られるN-イソプロピルアクリルアミド(PNIPA)ゲルを0.1MPa(常圧)から300MPaの静水圧下で調製し、ゲル本来がもつ構造不均一性を静的・動的光散乱法により、調製圧力の関数として定量的に解析した。具体的には、ドイツALV社製キュベット回転・上下ユニットを新たに備えた静的・動的光散乱装置(ALV-5000)を用い、ゲルからの散乱光の光子相関を多数のサンプリングポイントでとる(アンサンブル平均動的光散乱法)。そして、このデータをもとに濃度揺らぎの動的・静的成分の分離を行うことでゲルの非エルゴード性を評価し、不均一度を見積った。その結果、圧力印可により、ゲルの不均一性は上昇し、約170MPa付近で揺らぎは発散し、相分離状態に移行することがわかった。また、光子相関関数の評価より、緩和時間が発散する点(ゲノ化点)と不均一性および、体積相転移との相関関係を議論した。さらにその一方で、光学顕微鏡下で体積相転移現象を時分割観察を行い、ゲルの収縮過程の時系列解析による収縮キネティクスの調製圧力依存性について考察したところ、不均一性と高速収縮性とは密接な関係があることが認められた。これらの成果を12月にメキシコで開催されたPacific Polymer Conferenceの招待講演で発表した。

Temperature-sensitive N-type optical dispersion method (PNIPA) is used to analyze structural heterogeneity, static and dynamic optical dispersion method, modulation pressure and quantitative analysis under hydrostatic pressure ranging from 0.1 MPa (normal pressure) to 300MPa. Specifically, the ALV system is equipped with a new static and dynamic optical scattering device (ALV-5000). The photon correlation of scattered light in the ALV system is used in the optical scattering method. For example, the separation of the active and static components of the mixture is determined by the concentration of the active and static components. As a result, the inhomogeneity of the pressure stamp increases, and the phase separation state shifts to about 170MPa. This paper discusses the correlation between photon correlation, relaxation time, heterogeneity, and volume phase shift. The phase shift phenomenon under the optical microscope is observed in time division, and the time series analysis of the contraction process is investigated in the dependence of the contraction on the modulation pressure. The results of the Pacific Polymer Conference were announced in December.

项目成果

T.Kawauchi, M.Isshiki, M.Takeda, M.Shibayama: "Characterization of Gel Structure in Poly(vinyl chloride) by Light Scattering 1. Molecular Weight and Process Temperature Dependence"Polymer. vol.42. 3875-3881 (2001)

T.Kawauchi、M.Isshiki、M.Takeda、M.Shibayama：“通过光散射表征聚氯乙烯中的凝胶结构 1. 分子量和过程温度依赖性”聚合物。

T.Motonaga, M.Shibayama: "Studies on pH and Temperature Dependence of the Dynamics and Heterogeneities in Poly(N-isopropyl acrylamide-co-Sodium Acrylate) Gels"Polymer. vol.42. 8925-8934 (2001)

T.Motonaga、M.Shibayama：“聚（N-异丙基丙烯酰胺-共-丙烯酸钠）凝胶中动力学和异质性的 pH 和温度依赖性研究”聚合物。

C.Nakamoto, T.Motonaga, M.Shibayama: "Preparation Pressure Dependence of Structure Inhomogeneities and Dynamic Fluctuations in Poly(N-isopropylacrylamide) Gels"Macromolecules. vol.34. 911-917 (2001)

C.Nakamoto、T.Motonaga、M.Shibayama：“聚（N-异丙基丙烯酰胺）凝胶中结构不均匀性和动态波动的制备压力依赖性”大分子。