Anomalous Viscosity of Concentrated Solutions of Polyvinylpyrrolidone and Its Temperature Dependency

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  • ポリビニルピロリドン濃厚水溶液の異常粘性とその温度依存性

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ポリビニルピロリドン(PVP)濃厚水溶液について高分子濃度cpおよびずり応力σまたは速度勾配gの粘度ηに対する影響について研究した。その結果, PVP K-90(〓η=79×104)においてはgの増加とともにηは低下し構造粘性を示すが, PVP K-30(〓η=3.8×104)においてはgの増加とともにややηが増加してダイラタントな傾向がみられた。これはポリビニルアルコール(PVA)の低分子量の試料についてもみられていることである。<br> K-90の構造粘性はPhilippoffの式によって表現できる。構造粘性の度合をあらわすために降伏値に相当するパラメーターγおよび粘度の比η0/η∞(ただしη0, η∞はそれぞれg→0, g→∞への外挿値)をとるとそれらは温度の上昇または高分子濃度の低下によって減少してくることがわかった。<br> つぎに溶液の相対粘度ηrelと高分子濃度cpとの関係をサスペンションの粘度式と比較するために(lnηrel)-1と(1/cp)との関係を検討した。 K-90についてはg→0に外挿した粘度については直線関係はみられなかったが, g→∞に外挿した粘度の場合には直線関係が認められた。同様の直線関係はK-30の場合にも認められた。<br> 温度Tに対する粘度ηの変化はlogηと1/Tとが直線関係を示し<br>η=Aexp(ε/RT)<br> なるAndradeの式によって表わされる。この式に基づいて流動の活性化エネルギーを求めると3-4kcal/molとなり,溶媒である水の流動活性化エネルギー3.2kcal/molと同程度の値が得られた。したがってPVP水溶液の相対粘度ηrelは高分子濃度cpのみによってきまり,温度にはほとんど無関係に一定になった。

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