低分子から高分子,ゲルまで適用可能な状態方程式の開発

开发适用于从小分子到聚合物和凝胶的所有事物的状态方程

基本信息

批准号：
05750662
负责人：
猪股宏
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Tohoku 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：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750662/
关键词：
状態方程式グループ寄与法高分子ゲル相平衡

项目摘要

高分子の性質はその単量体の性質でほぼ決定され、さらにゲルはゲル網目を構成している高分子の性質に依存するとされている。本研究では,現在までにゲル相転移が確認されているが水溶液中であることに着目し、水分子の相互作用という観点から低分子から高分子・ヒドロゲル系の相平衡推算モデルを開発することを目的として、まず水分子の相互作用を反映できる状態方程式について、低分子および高分子系それぞれについて検討した。低分子系については、Jorgensenらのグループ寄与状態式(以下GC-EOS)の適用性について検討した。GC-EOSは、分子の大きさを考慮した自由体積項およびグループ間の相互作用に基づく引力項より成る。さらに、グループの連結性を考慮するために、新たに有効表面積の概念を導入した。推算を行ったところ、従来から推算が困難とされているCO_2-水-エタノール系を含めて3成分系の推算精度は良好であった。CO_2-エタノーループルパノール-水4成分系については気液共存組成の推算誤差はやや大きいもののタイラインの傾きに関しては良好で実験値の傾向を表わすことができた。次に高分子系については、Prangeの格子モデルについて検討した。ゲルの膨潤圧データからパラメータを決定し、膨潤平衡推算を試みた。膨潤域での推算精度は十分とは言えないが、架橋度による転移幅の違いを弾性項のみで表現することができた。転移温度の推算値は実験値と異なったが、これは本式の高分子溶液の液液平衡に対する適用性がゲルの転移点の推算結果にも現れたものと考えられる。これらのことから本式は弾性項よりは混合項に検討すべき点があると結論できる。

聚合物的性能很大程度上取决于其单体的性能，而凝胶则取决于构成凝胶网络的聚合物的性能。在这项研究中，我们重点关注迄今为止已证实凝胶相变，但仅在水溶液中的事实，并开发了一个从水之间相互作用的角度估计小分子、聚合物和水凝胶系统的相平衡的模型为此，我们首先研究了可以反映低分子和聚合物体系中水分子相互作用的状态方程。对于小分子系统，我们研究了 Jorgensen 等人的基团贡献状态方程 (GC-EOS) 的适用性。 GC-EOS 由考虑分子大小的自由体积项和基于基团之间相互作用的吸引力项组成。此外，我们引入了有效表面积的新概念来考虑群体连通性。对于三组分系统，包括传统上难以估计的CO_2-水-乙醇系统，估计精度良好。对于CO_2-乙醇-紫烷醇-水四组分体系,虽然气液共存组成的估计误差较大,但联络线的斜率较好,能够代表实验值的趋势。接下来，对于聚合物系统，我们研究了普兰格晶格模型。根据凝胶溶胀压力数据确定参数并尝试估计溶胀平衡。尽管溶胀区域的估计精度不能说足够，但可以仅使用弹性项来表达取决于交联度的过渡宽度的差异。转变温度的估计值与实验值不同，但这被认为是因为该公式对聚合物溶液液液平衡的适用性也反映在转变点的估计结果中凝胶。从这些事实可以得出结论，在这个方程中，需要考虑的是混合项而不是弹性项。