微粒子調製ダブルネットワークゲルの力学特性と 走査型顕微光散乱による内部構造解析

摘要

Particle double-network gels (P-DN gels) consist of two kinds of network structure. The first structure is made by hard and rigid particles of polyelectrolyte gels and the second structure is made by a soft and elastic network of neutral gels. Recently, we have developed improved P-DN gels for 3D gel printers by grinding the 1st gel particle to be finer. In this work, we report the internal structure of P-DN gets by Scanning Microscopic Light Scattering (SMILS) and the mechanical properties by tensile tests and repeated tensile tests. From the results of SMILS measurements, we infer the motion of the 2nd gels network. Increasing the concentration of crosslinking agents for 2nd gels, the motion slowed down. From the tensile tests of P-DN gels, we observed that the fracture strain of P-DN gels depends on the size of 1st gel particles. This implies that the hardness of PDN gels can be changed easily by changing the size of 1st gel particles. Furthermore, we observed the hysteresis of P-DN gels due to plasticity by repeated tensile tests.%筆者らは，3Dプリンター技術に応用できる，高強度かつ三次元自由造形可能な微粒子調製ダ ブルネットワークゲル（P-DNゲル）の研究を行っている.P-DNゲルは，ダブルネットワークゲルと同 様，硬く脆い網目構造（1stゲル）と柔軟で伸張性に優れた網目構造(2ndゲル）との異なる二種類の構造を もつモノマーから構成されているが,1stゲルに粒子状の構造をもつ.本研究では，P-DNゲルの構造を 走査型顕微光散乱装置，カ学試験機などによって調査した.その結果，2ndゲル網目由来と推察されるブ ラウン運動を観測することができた.また，力学試験により，P-DNゲルには塑性がありヒステリシスを 示すことなどが判明した.とくに，1stゲル粒子の大きさを変化させることで，容易にゲルの硬さを変え ることが可能であることが確認できた.