Polymer aqueous solutions（高分子−水系）
PVP水溶液中の水の構造
ポリビニルピロリドン(PVP) は柔軟なランダムコイル状高分子で、水に
溶けやすく、その水溶液は非電解質である。このような非電解質水溶液は誘電
率の測定が容易なため、PVP水溶液は高分子の周辺の水構造を調査するのに適
した試料である。
誘電緩和によるPVP水溶液の研究では、２種類の緩和過程が観測されてい
る。高周波側の過程は水分子の再配向、低周波側の過程はPVP鎖のミクロブラ
ウン運動によるものである（チェーン運動の緩和時間は、水の緩和時間の1000
倍である）。また最近の研究では、観測される水の緩和過程には、バルクな水
と水和水の２種類が存在することが示されている。
PVP水溶液を用いて凍結点以上や以下の水分子の動的挙動を調査すること
は、高分子周辺の水構造を明らかにする上で、大変重要である。本研究では、
TDR法を用いて20〜70wt%のPVP水溶液の誘電測定を45℃〜-55℃の温度領域
で行った。その結果、水溶液中には凍結点で緩和が消える水、-57℃で緩和が消
える水、高分子鎖に強く束縛する水の３種類の状態が存在することが分かった。
N. Shinyashiki, Y. Matsumura, N. Miura, S. Yagihara, and S. Mashimo, "Dielectric
Study of Water Structure in Polymer Solution", J. Phys. Chem., 98(51), 13612-13615
(1994).
また溶質や溶媒を別の物質に変えた結果についても報告している。
N. Shinyashiki and S. Yagihara "Comparison of Dielectric Relaxations of Water Mixtures of poly(vinylpyrrolidone) and 1-Vinyl-2-Pyrrolodinone" J. Phys. Chem. in press(1999).
N. Shinyashiki, S. Yagihara, I. Arita, and S. Mashimo, "Dynamics of water in polymer matrix studied by a microwave dielectric measurement", J. Phys. Chem. B, 102(17), 3249-3251(1998) .
D. Kurita, N.Shinyashiki, M. Fukuzaki, M. Haida, Y. Shinohara, and S. Mashimo, "Comparison of Relaxation Time of Water in Polyvinylpyrolidon Aqueous Solution Using NMR and Dielectric Measurements", Rept. Progr. Polym. Phys. Japan, 40 109-112 (1997).
N. Shinyashiki, Y. Matsumura, S. Mashimo, and S. Yagihara, "Dielectric Study on Coupling Constant of Lower Critical Solution of Poly(vinylmethylether) in water", J. Chem. Phys., 104(17), 6877-6880 (1996).
N. Miura, N. Shinyashiki, and S. Mashimo, "Dielectric relaxation of the Kohlrausch-type in aqueous polymer solution", J. Chem. Phys., 97, 8722-8726 (1992).
N. Asaka, N. Shinyashiki, T. Umehara, and S. Mashimo, "Dielectric dispersion of primary alcohls in polymer complex", J. Chem. Phys., 93, 8273-8275 (1990).
N. Shinyashiki, N. Asaka, S. Mashimo, and S. Yagihara, "Dielectric Study on Dynamics of Water in Polymer Matrix Using a Frequency Range 10M-10GHz", J. Chem. Phys., 93(1), 760-764 (1990).
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