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Gelation-induced phase separation of poly(vinyl alcohol) in mixed solvents of dimethyl sulfoxide and water

ジメチルスルホキシド/水を混合溶媒とするポリビニルアルコールゲルのゲル化誘起相分離

高橋 伸明; 金谷 利治; 西田 幸次*; 梶 慶輔*

Takahashi, Nobuaki; Kanaya, Toshiji; Nishida, Koji*; Kaji, Keisuke*

ジメチルスルホキシド/水を混合溶媒とするポリビニルアルコール溶液を100$$^{circ}$$Cから25$$^{circ}$$Cにクエンチし、その物理ゲル化過程において時間分割光散乱測定を行った。ある待機時間($$t$$$$_{rm m}$$)を経た後、散乱プロファイルには液-液相分離に起因する幅広いピークが現れ、そのピーク位置($$Q$$$$_{rm m}$$)は時間とともに高$$Q$$側へシフトした。この実験結果は、これまで常識的に議論されてきた通常の相分離過程の理論予測や実験結果に反していた。われわれはこれがゲル化(ネットワーク形成)による相分離への影響を示唆していると考え、このピーク位置($$Q$$$$_{rm m}$$)の異常発展現象をゲル化誘起相分離によるものであると結論付け、その構造形成過程について議論した。

Time-resolved light scattering measurements have been performed on poly(vinyl alcohol) (PVA) in mixed solvents of dimethyl sulfoxide (DMSO) and water with various mixing ratios after quenching from 100$$^{circ}$$C to 25$$^{circ}$$C to examine physical gelation process. A broad scattering peak characteristic to phase separation appeared in the light scattering profiles after a certain incubation time ($$t$$$$_{rm m}$$) and the peak position $$Q$$$$_{rm m}$$ moved to higher $$Q$$ with annealing time. The results contradict the theoretical predictions and experimental observations for usual phase separation systems, suggesting effects of gelation (or network formation) on the phase separation. The growth kinetics significantly depend on the mixing ratio of DMSO and water, showing that the solvent quality is also a factor to affect the phase separation kinetics during the physical gelation process. The unusual phase separation kinetics is discussed in terms of gelation-induced phase separation.

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分野:Polymer Science

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