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広帯域誘電分光法による高分子水溶液のガラス転移

使用宽带介电光谱研究聚合物水溶液的玻璃化转变

基本信息

批准号：
13740333
负责人：
新屋敷直木
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tokai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,ガラス転移以下まで温度を下げても凍結しない濃度の高分子水溶液について広い温度および周波数域の誘電分光測定を行い,高分子水溶液で観測される緩和の一般論を確立することを目的とする。高分子水溶液の研究の中で,水を水素結合性液体の一つと捉え,様々な構造のアルコールの高分子溶液を用い,PVP水溶液およびPVPアルコール溶液でPVPの濃度を変化させて誘電分光測定を行い,高分子溶液中の水とアルコールの緩和時間を調べた。その結果,緩和時間の高分子濃度に対する変化をシフトファクターとし,シフトファクターと水およびアルコールの構造を比較したところ,水素結合可能なOH基密度が高い液体ほど緩和時間のシフトファクターが大きくなることがわかった。つまり水は様々な構造のアルコールと比べ,純水では緩和時間は最も小さいが,OH基密度が高いためにシフトファクターが大きい,つまり高分子の影響によりもっとも動的構造の変化が大きい物質である事がわかった。低分子量分子から高分子までの様々な分子量の物質の水溶液でも,単一物質からなるガラス形成物質と同様,高温側の緩和が,低温でα過程とβ過程の2つの緩和に分離することが観測されたが,水と混合する物質の分子量や観測した温度域により,これらの緩和の緩和時間に分子量依存性が見られる領域と見られない領域に区別できることがわかった。緩和時間に分子量依存性が見られる領域では水分子を主体とした協調緩和領域(CRR)の特性長が溶質分子より大きい場合であり,緩和時間に分子量依存性が見られない領域ではこのCRRの特性長が溶質分子よりも小さい場合であると仮定すると,実験結果を良く解釈することができた。

In this study, the general theory of temperature and temperature reduction in polymer aqueous solutions was established. In the study of polymer aqueous solutions, water and water-binding liquids are used in polymer solutions,PVP aqueous solutions and PVP solutions are used in polymer solutions, and the concentration of PVP in polymer solutions is changed. In the process of inductive spectrophotometry, the relaxation time of water and water-binding liquids in polymer solutions is adjusted. As a result, the relaxation time of the polymer concentration is different from that of the structure of the water and the OH group density. The relaxation time of the polymer concentration is different from that of the water and the OH group density. The structure of pure water is different from that of pure water. The relaxation time of pure water is the smallest. The OH group density is high. The influence of polymer is the structure of pure water. Low molecular weight molecules, high molecular weight molecules, high molecular weight molecules, The molecular weight dependence of the relaxation time is different from that of the field. Relaxation time molecular weight dependence is found in the domain of water molecules, the main body of water molecules, the characteristics of CRR, and the characteristics of solute molecules. In large cases, relaxation time molecular weight dependence is found in the domain of water molecules, the characteristics of CRR, and the characteristics of solute molecules. In small cases, the molecular weight dependence is found in the domain of CRR.