ナノ〜メソスケールの構造解析に支援された外部ずり応力下での構造制御による高強度高分子材料の創製

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前年度に引き続いて、ポリビニルアルコール(PVA)のI_2KI水溶液のゲル化と生成するPVA-ヨウ素コンプレックスの構造について、詳細な検討を行った。前者につていは、ゲル形成に対する温度、ヨウ素濃度、PVA濃度、PVAの立体規則性など種々の因子の影響を明らかにした。後者については、固体高分解能^<13>C NMRによる解析を行った。まず、生成するPVA-ヨウ素コンプレックス濃度を上げるため、生成したゲルを飽和KI水溶液中に浸漬し、15%以上とした。この結果、含水状態での固体NMR解析が可能になった。^<13>Cスピン-格子緩和時間T_1を測定した結果、T_1の異なる長短2成分が存在すること、これらはPVA-ヨウ素コンプレックスおよびそれらを結び付けているPVA溶解鎖に帰属されることが明らかになった。このT_1の違いを利用して、T_1の長い成分のCP/MAS^<13>C NMRスペクトルを選択的に測定し、既に当研究室で開発されている解析法を用いて、CH共鳴線のサブラインおよびそれらの強度の解析を行った、その結果、コンプレックスを形成するPVA鎖のトランス分率は0.88とかなり高いこと、また、分子内水素結合を形成する確率も0.86と著しく高いことなどが明らかになった。一方、このゲルを凍結乾燥した試料について広角X線測定を行ったところ、PVAの結晶に基づく回折ピークは観測されなかった。これに対して、SPring-8の放射光により同様の測定を行った結果、小角側にPVA結晶の回折ピークとは異なる新たな回折ピークが複数存在することが見出された。このピークの解析を行うとともに、上記の結果をベースにして、PVA-ヨウ素コンプレックスの構造モデルを提出する予定である。また、PVA-ヨウ素コンプレックスの生成過程において、PVA分子鎖の配向を制御する実験についても引き続き検討を進めている。