Page 1 Page 2 P28 「ソフ トマターの物理学」 粘弾性相分離現象

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P28 粘弾性相分離現象における過渡的ゲルの収縮過程(基
研研究会「ソフトマターの物理学」,研究会報告)
小山, 岳人; 田中, 肇
物性研究 (2002), 79(2): 271-271
2002-11-20
http://hdl.handle.net/2433/97315
Right
Type
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Departmental Bulletin Paper
publisher
Kyoto University
「ソフ トマ ターの物理学」
P
2
8
粘弾性相分離現象 にお ける
過渡 的ゲルの収縮過程
小山
東大生研
岳 人、 田中
華
粘弾性相分離現象は、高分子溶液系で発見 された相分離現象であ り、少数相であるはずの高分子 リッ
チ相が連結 したネ ッ トワー ク状の相分離構造 を形成す る新 しい相分離現象である。 これまでに我 々は、
高分子溶液系の臨界組成付近の試料 を用いた実
験 によって、高分子の過渡的ゲル化現象が、粘
(
a
)
弾性相分離現象 に特有のパ ター ン形成 において
(
b)
最 も重要な役割 を果 た してい ることを示 して き
た。 ここで粘弾性相分離の進行過程 において、
(
C
)
過渡的にゲル化 した高分子 リッチ相 はゲルの体
積収縮相転移 に類似 した体積収縮 プ ロセスが生
(
d)
じると考 え られ る。そ こで、 クエ ンチ直後か ら
の過渡的ゲル の よ り詳細な特徴 を測定す るため、
(
ら
)
相分離過程 をキヤピラ リー内で発生 させ 、高分
子 リッチ相 のマ クロな変形 に着 目した研 究を行
(
り
っ た 。 高 分 子 溶 液 系 と し て PS/
DEM
(
pol
ys
yr
t
e
ne
/
di
e
t
h
ylma
l
o
n
a
t
e
)
系を用いた。psの分
子量 として、7
0万 と 38
0万の 2種類の溶液につ
いて実験 を行 った。実験は、一定の温度 に設定
図 1 キヤピラ リー を用いた相分離過程の観察
結果、PS/
DEM,Mw-3,
75
0,
00
0,2.
Owt
%PS(
臨界
OK、(
a):80S
,(
b):
組成 クエ ンチ深 さ AT-3.
した恒温水槽 に、キヤピラ リー を直接入れ るこ
とで相分離 を発生 させ た。そ して、その過程 を
1
280 S
,(
C)
:5400 S
,(
d)
:21
600 S
,(
e)
:
43200S
,(
f
):86400S
.
ビデオカメラで撮影 し、PSリッチ相全体の体積
1
リッチ相が体積収縮 してい く過程 を観察す るこ
0.
A
とに成功 した。図 1の画像では、直径(
舵)
1
mm、
p
>
C
・
も
長 さ(
横)
1
0mm の溶液内で、
PSリッチ相全体でひ
t
L
4
とつの固体状 となって収縮 してい くことが見て
8
.
ユ
取れ る。 また この画像 は透過光像 を撮影 してい
¢
るため、透過光強度 は相分離構造の大 きさに対
LEl
心l
応 している。PSリッチ相の外形か ら計算す る見
部の透過光強度 が上昇 してい く過程 には遅れが
生 じることが明 らか となった。 これ は相分離過
程の初期ではPSリッチ相が実際に体積収縮 して
世
蔓
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D
眉
毛
卑
称
r
,
ユ
ー
1
1
を測定 した。その結果、図 1に示す よ うに、PS
かけの体積 が収縮 してい く過程 に対 し、その内
挺虫
t
コ 4
の時間変化 について、温度依存性 、濃度依存性
LE+n3
l
_
M 5
1(
a
)
図 2 画 像 計 測 に よ る PS リ ッチ 相 の 見 か
け の 体 積 の 変 化 率 △ Ⅴ と平 均 輝 度 、輝 度 分
散 の 時 間 変 化 、実 験 条 件 は 図 1 と 同 じ、▲ :
△Ⅴ、 ◆ :平 均 輝 度 、 1 :輝 度 分 散
いることを示 した結果であると考 えてい る。
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