The hypothesis that three classes of water exist in hydrogels, namely X water (free water-like), Z water (bound water-like), and Y water (interfacial water-like), has been verified and generally accepted.
To further check the validity of this hypothesis and to study the nature of X, Y, and Z water as conformation changes, several experiments have been done using tactic poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (P-HEMA) gels.
Thermal expansivity data for tactic P-HEMA gel was obtained. In each case of isotactic and syndiotactic P-HEMA, the higher water content gels showed an extremely sharp volume change at 0℃, indicating the presence of normal free water-like. Lower water content gels showed no anomalous change in thermal expansion, indicating that the water is bound water-like. The medium water content gels exhibited intermediate behavior. These results were also confirmed by bulk gel conductivity measurements. The differential scanning calorimeter (DSC) experiment was simply introduced to further verify the bound water-like quantities which was obtained by the method of dilatometry and specific conductivity.
Observing the amounts of X, Y, and Z water with the change of tacticity, the similar content of bound water-like may be due to the same primary structure of isotactic and syndiotactic polymer and the difference in free and interfacial water-like content may be due to the difference in secondary and tertiary structure of tactic polymer. Therefore, as the polymer conformation varies the free and interfacial water-like content will be varied. In order to demonstrate these concepts, Russel's $CPK^{\circled R}$ space-filling molecular models of isotactic and syndiotactic $P-HEMA^{(32)}$ was utilized.
수하겔속의 물이 X,Y,Z 의 세가지 종류로 되어있다는 가정은 여러가지 실험사실로 입증되었고 또 일반적으로 인정되고 있다. 여기서 X 라 불리우는 물은 보통의 자유로운 물과 비슷한 물이며, Z라 불리우는 물은 결정수에 가까운 성질의 물이며, Y라 불리우는 물은 그 중간체로서 계면의 물과 비슷한 것이다.
본 연구에서는 이 X,Y,Z 개념의 가정이 규칙성 폴리머에서도 성립하나를 살펴보고, 폴리머 구조가 변함에 따라 이 X,Y,Z 물의 성질이 어떻게 변하나를 확실히 알기위해 규칙성 폴리-2-하이드록시에틸 메타아크리레이트 수하겔을 사용해 몇 가지 실험을 했다.
열팽창을 측정해 본 결과물을 많이 포함하는 겔은 0℃ 근방에서 매우 급격한 변화를 보여, 자유로운 물을 많이 가지고 있음을 알 수 있다. 물을 적게 포함하는 겔은 아무런 변화를 주지 않는다. 그러므로 이 속에는 자유로운 물은 없고 구속된 물만이 있다고 생각할 수 있다. 중간정도의 물을 포함하는 겔은 중간적인 성질을 나타낸다. 이러한 사실은 비전기 전도도 측정에서도 잘 일치한다. 또한 구속된 물의 양은 물의 융해열을 측정함으로써 더욱 확실히 된다.
폴리머의 규칙성을 변화 시킴에 따라 X,Y,Z 물의 양을 살펴보면 구속된 물의 양은 거의 변하지 않음을 볼 수 있는데, 이는 규칙성 폴리머의 1차 구조가 같기 때문이며, 반면, 자유로운 물과 중간 성질을 갖는 물의 양은 크게 변하는데 이는 규칙성 폴리머의 2,3차 구조 차이 때문이다.
결론적으로 폴리머의 규칙성 형태를 변화시킴에 따라, 자유로운 물과 중간 성질을 갖는 물의 양이 크게 변하게 된다.
