EthanolのPolystyrene-Benzene溶液への影響（III) : 粘性及びPolystyrene膜
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(2) . ４年１２月 昭和３. 北海道学芸大学紀要 （第ニ部）. 第１０巻， 第２号. ｌ 国ｔｈａｎｏ. の Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ‐Ｂｅｎｚｅｎｅ 溶 液 へ の 影 響 １ １ １ ． 粘 性 及 び Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ. 武. 文. 田. 膜. 司 物理学教室. 北海道学芸大学函館分校. Ｂｕｎｊ ｉ ＴＡＫＢＤＡ： ｌｎ負ｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｅｔｈａｎｏｌ ｏｎ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ－Ｂｅｎｚｅｎｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｌｍｓ ｉ ｌｙｓｔｙｒｅｎｅ Ｆｉ ｌ ｌ ｌ ｔｙ ａｎｄ Ｐｏ ｓｃｏｓ ． Ｖｉ. ｉｏｎ ｌ ｌｙｓ ｉ ｉ ｔｙｒｅｎｅ ‐Ｂｅｎｚｅｎｅ ｓｏ ｔｙ ｏｎ Ｐｏ ｕｔ ｉｃａｔ ｉ ｓｃｏｓ ｉｎｇ ｐｕｂｌ ｌｎ ｔｈｅ ｐｒｅｃｅｄ ｏｎｓ ，ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｖ ，１１ ， Ｐａｒｔｌ ｉ ｔ ｔ ｉ ｉ ｈ ｌ ｉ ｄ ｄ ｈ ｔｔ ｔ ｔ ｔ ｎ ｎ ｒ ａ ｏｎ ｃ ｏ ｃ ｅ ｉ ｄ Ｎ ｔ １ ｔ ａ ｅ ａ ａ ｅ １ ｉ ｈ ｔ ｎ ｃ ｝ ａｍｅ ｙ ｂｙ ｍｉｘｉｎｇ Ｅ ｔｈａｎｏ ｎｔｏ ｔ ｅ ｓｏｕ ｏｎ ｗａ ｓ ｒｅｐｏｒ ｅ， ， ｉ ｉ ｌ ｂ ｔｙ ｉ ｄ ｈ ｔ ｈ ｔ ｓ ｏ ｓ β ｔ ｎ ｓ ａ ｅ ｖ ｃ ｂ ｅ ｕ ｉ ｉ ｈ ２ ｓ ｏ ｗ ｅ ｄｔ ｂ ５ ／ ｈ ｔ ｔ ｔｔ ｖ βｉｔ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｌ ｅ ｒａｎｇｅ ａ ｏ ｅ ｂｅ ｅ ｖｓｃｏｓ ｙ ｕ ａ ０ｇ ／ ｇ ｏｗ ２ ｌ ｉ ｈ ｈ ｆ ａ ｉ ｆ ｉ ｈ ｔ Ｗ ｃ Ｗｅ ｒｅ ｔ ｔ ｉ ｍ ｓ ｌ ｂ ｓ ｒ ｅ ｅ ｒ ｕ ａ ｃ ｏ ｎ ｓ ｏ ｅ ｗ ａ ｂ ｔ ｌｕｅｓ ｖａ ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ ， ｙ ｅｅｃ ｒｏｎｍ ｃｒｏｓｃｏＰｃ ｏ ｓｅｒＶａ ｂ ｆ ｄｔ ｈ １ ｄ 賃 １ ｉ ｄ ｉ ｈ ｈ ｏ ｒ ｍ ｓ ｆ Ｅ １ ｈ ｔ ｔ ｔｔ ａｍｅ １ ｉ ｔ ｅｓ ｌ ｎ ｓ ａ ｓ ｓ ｕｍ ｅ ｎ ｅ ａ ｅ ｙ ｈ ｔ ｎ ｃ ａ ｌｎｇ ｏ ａｏ ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｔ ｅｓａｍｅｓｏｕ ｏｎｓ ， ｍｌｘ ｌ ｉ ｕｔ ｔｈｅ ｌ ｏｎｓ ｏｗｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｓｏ ， ｉ ｎｓｃｏｖｅｒ ａ ｉｈ ｌ ｉ ｆ ｈ ｉ ｈ ｎｔ ｔ ｉ ｉ ｈ ｌｎ ｔｈ ｔ ｓ ｐａｐｅｒ ， ｅ ｅｘｐｅｒ ｍｅｎｔｓ ａｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｗ ｔｈ ｔ ｅ ｓｏｕｔｏｎｓｏ Ｗ ｃ ｃｏｎｃｅ ｒａ ｏ. １ Ｗｉｄｅｒｒａｎｇｅ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｉｎ Ｐａｒｔｌ ． ，１ ｌｍｓ ｄｏ ｉ ｌ ｉ ｌ ｓｕｓＰｅｎｓ ｄａ ｌｏｖ ｏｎ，ｔｈｅ Ｗａｔｅｒｓｕｒｆａｃｅ ａ β ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｔｒｅａｔｅｄ ａｓ ｃｏｌ ｏ Ａｔｔｈｅｒａｎｇｅ ｂｅ ／ ｖ ５ｇ. １賃ａｋｅｓ ｉ １ｍｓ Ｉ ］ Ｑａｌ ｓｐｅｒｓｅ ａＳｓ ー ｎ ｔｈｅ Ｒｏｗｉｎｇ ｂａｎｄｅｄ ６ ｎｏｔｆｏｒ ． ． Ａｎｄ ｔｈｅｙ ｄ ０ｇ協 ｔｈｅ ａｌｍｓｓｈｏｗ ｔｈｅ ｎｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ａｔｔｈｅｒａｎｇｅ ａｂｏｖｅ ４ ．. 序 ｌ ｔ ‐Ｂｅｎｚｅｎｅ の 水 面 膜 に つ い て， そ β 迄 の Ｐｏ β よ り ４０ｇ／ こ於 い て は， １５ｇ／ ｙｒｅｎｅ 前 回 の報告葵む ｙｓ. の水面膜の電子顕微 鏡観察を取上げ， 流動縞状膜が濃度の低下と共に細い縞状膜になる事を述べた． ｌの添加によって粘性の低下は， 水面膜に於いても細状 化する事を報告した． ｔｈａｎｏ 亦ｅ ｌの 添 加 ２ｇ／ ２ 迄， １６ 種 の 濃 度 の も の に つ い て 行 な い， ｅｔｈａｎｏ ほ よ り １４０ｇ／ 今 回 の 実 験 で は， ０ ，. ０ｇ ／ ゑの濃厚溶液に於いては， 水面膜は流動縞状膜を した． 然し， ４ 量も前報告の２％ より更に拡張ｒ ”以下の所謂稀薄濃 度溶 ２より５ｇ ／ β迄と，５ｇ ／ ／ 伴な つない無構造膜となるた め， 報告の重点を２０ｇ 液 に 置 い た．. ｅｔｈａｎｏｌ の添加による粘性変 化及び水面膜の電子顕微鏡観察 より，. ５ β以上と５ｇ ２以下では ／. ｌ ｔｙｒｅｎｅ 分散に相異のある事が判明した． 溶 液 内 の Ｐｏ ｙｓ 実. 験. 方. 法. １ ） 溶液の調製 高分子溶液の溶解は， 調製後の時間と温度に関係する． 従って本実験では， 筆者の熱処理実験 ※ 結果 ※を用いて， ４がＣ で熱処理を５０ 時間行ない調製後最少７日経ってから測定を行なった， ２ ） ｅｔｈａｎｏｌ 添 加 に よ る 粘 性 変 化. ５％ の ｅｔｈａｎｏｌ を微量づつ滴下する．（滴下速 度が大き １５ｃｃ の Ｐｏ ｌｙｓ ｔｙｒｅｓｅ ‐Ｂｅｎｚｅｎｅ 溶 液 に ９９ ， ※ 筆者： 北海道学芸大学紀要（第ニ部） ９頁． ， 第８巻， 第２号，２７頁； 第８巻， 第２号，２ ； ＊ 筆者： 北海道学芸大学紀要（第ニ部） ５ ９頁 第１号 第７巻 ． ， ， ，. － ４３ 一.
(3) . . 武. 田. 女 司. ｌｙｓ い 場 合， Ｐｏ ｔｙｒｅｎｅ が巨視的 に ｃｏａｇｕｌａｔｅ し 再度溶解に時間を要するから注意） 添加後１ 時間 ． ，. 放置し粘性を測定 した． 滴下直後粘性測定を行なうと， ｃｏａｇｕ ｌ ｔ ａ ｅ の影響により粘性値が一定 しな. し、 ．. ｏＣ） を 用 い た 粘性測定は ｏｓｔｗａｌｄ 型 粘 度 計 を 用 い， 測 定 温 度 は ３０ｏＣ で 高 温 水 槽 （土０． ０２ ．. ３ ）. 水面膜の作製. 内 径 ５６ ｍｍ の シ ャ ー レに セ ロイ ジ ソ膜 を 施 した メ ッ シ ュ を ス ライ ドガ ラ ス の ま ま 入 れ ， メッ ｏＣ の ｗａｔ シ ュ 上 ５ ｍｍ 迄 清 浄 水 を 入 れ， こ れ を ３０ ｈ 中に入れて， 注射器 （針１ ｔ ４ ｅｒｂａ ）を用いて ／. 溶液を滴下した． 稀薄溶液に於いては， 特に滴下数を 増し， 水面がヨゴレの様子を呈する程度にした． 滴下 １０分後注射器を用いて水を 取去り， スライ ドガラスのまま乾燥した．. 尚， セ ロイ ジ ン 膜 及 び 乾 燥 試 料 に 対 し て ｃａｒｂｏｎ 蒸 着 補 強 並 び に シ ャ ドウ － は 行な っ て い な い． セ ロイ ジ ン 膜 に， ｃａｒｂｏｎ 蒸 着 を 行 な う と セ ロイ ジ ソ膜 は 強 疎刀ぐ性を 持 つ． 従 っ て シ ャ ー レト よ り. 水を漸次取除く際に， メッシュ が急激に水面に浮上 し Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ 水 面 膜 を 破 壊 した り， 水 を は じ く事により水面膜がメ ッシュ上に乗らぬ場合が多い． 実験結果及び考察 Ａ． 粘. 性. 前 報 告 に 於 い て， ２５ｇ／ ｇ 以 上 で は， ｅｔｈａｎｏｌ. の添加による 粘性変化は減少の傾向を持たず， 不 安定であるが， ２０ｇ ２以下で は減少傾向にある事 ／ を 示 した．. ６ｇｕｒｅ に 示 す 通 り ０２ １０ ３０ｇ α の稀 薄領 ， ．， ．， ， ／. ５ ク. 卿. 彰. 域に於いては ｅｔｈａｎｏｌ の 添 加 に よ る 粘 性 変 化 は 殆. ぞ. んど見られず， ５ｇ ／卿こ於いて減少傾向が 現われ，. . Ｂ．. 電子顕微鏡観察. ‐努 ５. ｌ 添 加 量 ０％）０ ｔｈａｎｏ ２ｇ／ 溶液 （ ｅ ゑ（ ）で ｐｈｏｔ ， ．１. は， 膜 状 を 呈 さ ず に 分 散 して い る が， ５ｇ／ β（ ｐｈｏｔ ｏ ２ ） で は 流 動 縞 状 膜 の 形 態 を 示 し 始 め る． ２０ｇ／２. ｔ （ ） では完全な流 動縞状膜を示す． 濃度の増 ｐｈｏ ．３ 加と共に膜幅の増加する事は前論文で報告 した． Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ‐Ｂｅｎｚｅｎｅ. ＼. 〃. ’. 溶液に ｅｔｈａｎｏｌ を 添 加. . . 配 ゼ ロ で あ る 場 合， そ の 溶 液 は 稀 薄 溶 液 と して 取 扱 っ て よ い．. ＼ ＼ ” . ＼. ゴ”. 砕. ｏ ２％ ・ ノ リ －－－－－－ 一－ ． － －－－－－－－－－－ ’ ー－－－－ －－－→ －－－－－－－－－Ｌ－ －－－ ‐ ， ー. ″ ｅ耀αた. “ “ 洛 加髭 （容量比％）. した場合については， 稀薄領域では ｐｈｏｔ．７ （１０％ ｈａｎｏ ｇ嵐 ｅｔｈａｎｏ１２０％）の如く， 部分的に流動膜が現われる， 亦， 分散塊が集合塊の様子を示す。ｅ ｌ ｔ の添加量を更に増加し白濁 臨界量迄加えると， ｐｈｏ １ ２ ３ ３ ２ ｔ （ ％ ） の如く流動膜及び集 他 合塊の形 ｇ ． 態をも示さなくなる．. Ｐｈｏｔ ｈａｎｏ ｌを添加した場 合であるが， 柔軟性を失なった流 動塊状とな ｔ ．１１ は ５ｇ／”こ３２％ の ｅ. り膜形態を持たな い．. 一 ４４ －.
(4) . 回ｔｈａｎｏ ｌ の Ｐｏ ｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ‐Ｂｅｎｚｅｎｅ 溶 液へ の影 響. ｌｏｇ傷 １ ５ｇ超 ２０ｇだ の溶液では ｅｔｈａｎｏｌ の添加により， 流動縞状膜が部分的に変化を 示し ，. 流動塊状を加えるようになり， 膜幅にも不均一化が生ずる， 亦， 写真に見られるように， 流動膜間に小粒子が現われて来る事も特徴の一つと云える， この 小粒子は Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ の分子量の低い部分の分散によるものと思われるが判定は出来ない． ０ｇ ［７ （１ 尚， ｐｈｏ ば ／ ． ，２０％） に 見 ら れ る よ う に， 本 実 験で は 試 料調 製 に 充 分 意 を 用 い た の で あ る. が， 低濃度領域の溶液に於いてのみ， かなりの量の ｃａｒｂｏｎｂ ｌ ａｃｋ 状の粒子が見られる， 極端な場 合はこの粒子の連結のみで流動膜状を呈する場 合がある． この原因については 現在調査中であるが. ｌａｃｋ が混 入 す る と す れ ば， 容 器 は 同 一 条 件 で 用 意 さ れ Ｂｅｎｚｅｎｅ も 同 一 の も の を 用 い て い ｃａｒｂｏｎ ｂ ， る か ら， 考えられるのは Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ だ け で あ る が， も し Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ に 混 入 して い る と す れ ば ，. Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ の量より見て ，. 溶液にのみ見出される，. 濃度の高いもの 程粒子が多数出現すべきであるが， 現在のところ稀薄. 総. 括. ｔｌ 工及び本報告より， 次の諸点を指摘する事が出来る． 前 論 文， Ｐａｒ ，１. の状態は， ５ｇ ２以下の稀薄領域， ５ｇ ／ ／ βより２０ｇ α迄， 及び ／ ２０ｇ α以上の三領域に大別する事が出来る． ／ ０ｇ （尚， 未発表であるが筆者のｌｏｇ ０ βより３０ β迄の溶液流動に関する研究 から９０ｇ ／ ／ 戊及び２７ ／ １ ） Ｂｅｎｚｅｎｅ 中 の Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ. β の 各 濃 度 で も 異 状 現 象 が 見 ら れ， 特 に ３００ｇ ｆ ｉ ｇ／β ／β か ら所 謂 Ｗｅ ｓｓｅｎｂｅｒｇｅｆ ｅｃｔ を 示 す 事 ， ３００ｇ／. が判明している． ）. ２ ） ｅｔｈａｎｏｌ の添加は Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ の Ｂｅｎｚｅｎｅ 中に於ける拡がりの縮少のみではなく 部分的 ，. に濃度の不均一化を超す，. ３ ｌｙｓ ｔｙｒｅｎｅ 膜 は セ ロイ ジ ソ膜 に 比 して 電 子 線 耐 強 度 が 低 く， 亦 セ ロイ ジ ソ溶 液 と 同 一 濃 ） Ｐｏ ｏ ２％ 溶 液） 度（ ｌｙｓ ｔｙ ‐ ， 同 一 温 度 （セ ロイ ジ ソ 膜 は 一 般 に ６０～７０ Ｃ の 水 面 で 作製） で 比 較 した 場 合 Ｐｏ Ｂ ‐ ｅｎｚｅｎｅ 溶 液 は 流 動 膜 を 形 成 す る 故， メ ッ シ ュ 支 持 膜 用 と して は セ ロイ ジ ソ溶 液 と 同 一 に は ｒｅｎｅ. 取扱う事は出来ない， 追. 記. 以上三編の報告を終る に当り， 電子顕微鏡観察に御協力下さった， 北大理学部熊井基氏及び本 論文の実験に当り当物理研究室に電子顕微鏡を与えられた， 日立製作所， 亦， 多量の Ｐｏ ｌ ｔ ｅｎｅ ｙｓ ｙｒ. を贈与下さった， 積水化学中央研究所に対して感謝を申し上げます． 尚， 研究に協力された， 高橋敏子嬢及び本学学生中道和己君， 大久保睦郎君に感謝致します．.
(5) . 武 田. Ｐｈｏｔ ． １．. 女 司. ２ｇ／ β （＞ ０ ） ＜１２０００ ．. 武 勲 ≦ ． 肥 れ. Ｐｈｏｔ ． ２．. β （×１２０００ ５ ０ｇ／ ｝ ．. ６一 Ａ４.
(6) . 団ｔｈａｎｏｌ の Ｐｏ ｌ ‐Ｂｅｎｚｅｎｅ 溶 液 へ の影 響 ｔｙｒｅｎｅ ｙｓ. Ｐｈｏｔ ， ３．. ‐ ず. . ム. . ．. ２０ｇ／ ） に （×１２０００. 虐. ー. . . ず. Ｐｈｏｔ ← ．４ ・. 考 （＞ ｌｏｇ ′ ／ ＜１２Ｏ００ ） 乙ｅｔｈａｎｏｌｌｏラ. ７一 －４. ‐ ・. ・.
(7) . 武 田 女 司. Ｐｈｏｔ ． ５．. ０００ β ｅｔｈａｎｏｌ１ ０％ （×１２ ） ／ １５ｇ. Ｐｈｏ. ｌｌｏ％ １５ｇ／ｇ ｅｔｈａｎｏ. ６．. － ４８ －. １２０００ ）.
(8) . ｌ の Ｐｏｌｙｓ Ｂ １ ｔｈａｎｏ ｔｙｒｅｎｅ ‐Ｂｅｎｚｅｎｅ 溶 液へ の 影 響. ＾ へ. ご ＼ 次 〆 な …. ｛ 》 ｛ 〆＼ ＼滝 ゾ. . Ｏｇ β ｅｔｈａｎＱ１２ ／ ０％ （×１２ ０００ Ｐｈｏ ７， ユ ） ．. . ′慶ぼ ！ 犠強 瞳 調 ＾ …. ．. 、 溺愛 ・黙 翻滋 さ 養 獅騒縮 き. Ｐｈｏｔ ・ ８．. β ｅｔｈａｎｏ １２ ｌｏｇ／ ０％ （×１２００ ０ ）. － ４９ －. 覧 滋翻 一. き ．夕騒 ぎ.
(9) . 武. 田 女 司. － －ーー. Ｐｈｏｔ ， ９，. １５ｇ影 ｅｔｈａｎｏ１２ ０％ （ ００ ＞ ） く１２０. 継ぎ 鴻 げ 鴬ぞ 紹 羅 ， ← ＄ き 締 ご ※ 露 崇壕輝 、 泌 １ コ ジノ メ き ′ ノ ′ 々 ｙ お く 灘 濃 ＃. Ｐｈｏｔ ・ ｌｏ，. １２ ２Ｏｇ彰 ｅｔｈａｎｏ ０〇 Ｏ％ ｛×１２０ ）. 一 ５０ －.
(10) . ｌ の Ｐｏ ｌｙｓ 団ｔｈａｎｏ ｔｙｒｅｎｅ－Ｂｅｎｚｅｎｅ 溶 液へ の影 響. 枇 へ “ ＾ ～. . . －. . . . － －. . . ｔ き ｒ. － －，』 － －→ ‐. Ｐｈｏｔ ． １１，. １３ β ｅｔｈａｎｏ ５ｇ ／ ２％ （ ０００ ＞ ） ＜１２. Ｐｈｏｔ ． ｉ２，. １３２％ （＞ ３ｇ霧 ｅｔｈａｎｏ ＜１２〇〇０. 一 ５１ 一. 〆 ～. . . . . ノ. ヤ～＾ ” し … ” ｝、. 構. . . －－ － －. ム Ｙ ｛ ｙ Ｊ. . ｝ …. ，.
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