照射カルボキシメチルセルロース水溶液中の高分子ラジカルの挙動

The Behavior of polymer radicals formed in irradiated carboxymethyl cellulose aqueous solutions

佐伯 誠一; 室屋 裕佐*; 工藤 久明*; 勝村 庸介*; 長澤 尚胤; 玉田 正男

Saiki, Seiichi; Muroya, Yusa*; Kudo, Hisaaki*; Katsumura, Yosuke*; Nagasawa, Naotsugu; Tamada, Masao

カルボキシメチルセルロース(CMC)の高濃度水溶液は、放射線照射によって水の放射線分解生成物であるOHラジカルとCMC高分子鎖との反応により高分子ラジカルが生成し、高分子ラジカル同士が橋かけ反応しゲル化すると考えられている。この橋かけ反応メカニズムを解明するため、放射線照射後のCMC水溶液中に生成する高分子ラジカルの挙動について検討した。電子線パルスラジオリシス法を用いて紫外可視吸収(UV)スペクトルの変化を測定すると、10mM濃度のCMC水溶液において約30分という長時間の吸光度減衰が観測され、溶液が高濃度になるほど減衰が遅いことを確認した。次にカルボキシメチル基置換度が同程度で分子量の異なるサンプルについて20mM濃度の水溶液で同じように測定した。初期吸光度についてはほぼ変わらないことを確認したが、吸光度の減衰速度は高分子量の大きいものほど低下した。以上のことから、放射線照射によって生じた高分子ラジカルは何らかの反応により消失していき、その反応速度は溶液の粘性に影響される。

Carboxymethyl cellulose (CMC) forms gels at high concentrated solution by irradiation. It seems that polymer radicals produced by reactions between OH of water radiolysis products and polymer chains reacts with each other. To explain the mechanism of the crosslinking reaction, we study the behavior of polymer radicals in irradiated CMC aqueous solution. Measuring the change of the UV absorption spectrum by electron beam pulse radiolysis method, we confirmed the slow decay of absorbance for about 30 minutes at 10 mM CMC concentration, and the decay was slower with increasing CMC concentration. Next, CMC samples, which molecular weight was different and which degree of substitution of carboxymethyl group were almost same, was measured at the same 20 mM concentration. The result showed that the initial absorbance was almost same and that the decay of absorbance was slower with increasing molecular weight. From these results, we assumed that viscous property of CMC aqueous solution have littile influence on the yield but have some on reaction rate.