多糖類の芳香族系溶媒中における異方性ゲル形成とその液晶光学特性

多糖在芳香族溶剂中的各向异性凝胶形成及其液晶光学性质

基本信息

批准号：
11750770
负责人：
金子達雄
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

HPCとトルエンを室温で混合すると、HPCを60重量%程度含有するゲルが形成され、このゲルは種々の色を示すことを昨年度報告した。しかし、このゲルは脆すぎるので、架橋剤のヘキサンジイソシアネートを0.005mol%含浸させ50℃で12時間静置したところ、10^6Pa程度の弾性率を示すしなやかなゲルになることが解った。この化学架橋反応は同条件のアセトン溶液中では進行しなかったので、物理ゲル中の凝集構造が効果的であったものと考える。また、このゲルも物理ゲルと同じく室温で青く80℃付近で赤く呈色した。しかし、このゲルは液晶性を示さなかったので、通常の液晶性官能基を有する両親媒性高分子を合成することで、目的の液晶異方性ゲルを合成することを試みた。アクリル酸とメソゲン基(シアノビフェニル基、カルボキシビフェニル基)を有するモノマーから合成された共重合体の構造をX線回折法などで解析した結果、メソゲン単位が全モノマー単位に対してわずか25%程度存在するだけで液晶相が発現された。同時に、アクリル酸が液晶の層構造秩序や等方化温度を高めることが分かった。これらのポリマーに液晶紡糸による配向処理を施し、水に浸したところハイドロゲルが自発的に形成されることが分かった。さらに、このハイドロゲルの構造をX線回折法などで調べた結果、配向度が0.8程度の異方性ゲルであることが分かり、直交偏光子下で強い複屈折性を示した。さらにこのゲルは12重量%というごく少量の水の存在下でスメクチック層構造転移を示すことも解り、水を吸収するにも関わらずその弾性率が増加することが分かった。

我们报道说，在室温下混合HPC和甲苯将形成含量约为HPC的60％的凝胶，并且该凝胶表现出各种颜色。但是，这种凝胶太脆了，当将其与0.005 mol％的交联剂己烷二异氰酸酯浸渍并在50°C下剩下12小时。在相同条件下，这种化学交联反应在丙酮溶液中没有进行，因此认为物理凝胶中的聚集结构是有效的。另外，凝胶像物理凝胶一样在室温下为蓝色，在80°C左右为红色。但是，由于该凝胶没有表现出液晶度，因此我们试图通过合成具有正常液晶功能基团的两亲聚合物的两亲聚合物来合成所需的液晶各向异性凝胶。通过X射线衍射等分析了从具有丙烯酸酸和中元基（氰基苯基和羧基基团）的单体合成的共聚物的结构（氰基苯基和羧基苯基基团），并且当中源单元仅显示所有单体单元单元的25％时，表达了液晶相。同时，发现丙烯酸增加了液晶的层结构阶和各向同性温度。发现这些聚合物是通过液晶纺丝定向的，并浸入水中以自发形成水凝胶。此外，通过X射线衍射等研究了该水凝胶的结构，发现它是一种各向异性凝胶，方向度约为0.8，并且在正交极化器下表现出强双重双重。此外，发现凝胶在存在非常少量的水时表现出近晶层的结构过渡，但尽管吸收了水，但其弹性模量仍增加。