ゲル化

2011.3.29; 最終更新日：2014.9.18

ゲル化の様子はどうやって調べることができるでしょうか。普通は粘度の変化でゲル化点を決めます。どろどろからプルンプルンに変わったところがゲル化点です。でも、光散乱を使うとゲルに触れずにゲル化点を決めることができます。

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高分子ゲルを架橋剤の存在下でモノマーを重合してつくる過程を光散乱でモニターすると、最初（重合誘導期；図のstage I）は殆ど散乱光(Intensity)は出てきませんが、重合が始まると急に強い散乱が現れます。これはラジカル重合などで爆発的に分子量が大きくなったため、光を散乱するクラスターが出来たことを示します(stage II）。しかし、この強度の強い状態は長くは続かず、すぐに比較的弱い散乱強度となります(stage III）。この過程は成長したクラスターが空間を埋め尽くし、連続体となったことを示しています。したがって、そういった系からの散乱は、液体のような凝縮体からの散乱に相当する「ゆらぎ」散乱となります。そして、反応が終わると安定期(stage IV）になります。この実験から、散乱強度が急に大きくなった時刻が、クラスターによる空間充填が起こった点、すなわちゲル化点であるということができることがわかりました。
T. Norisuye, et al., Polymer, 1998, 39, 2769;
M. Shibayama, et al., Bull. Chem. Soc. Jpn., 2002, 75, 641.
柴山充弘,「高分子科学と無機化学とのキャッチボール」,エヌ・ティー・エス出版、2001, 高分子学会編、pp.41-73