電気泳動法による傾斜機能ポリウレタンの合成と応用

• Project/Area Number: 10123220
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 椎葉 哲朗 長崎大学, 工学部, 助教授 (60264206)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古川 睦久 長崎大学, 工学部, 教授 (20039689)
• Project Period (FY): 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 1998: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: ポリウレタン / エラストマー / 電気泳動 / 傾斜機能材料 / 電場刺激応答 / イオン性ポリマー

Research Abstract

プレポリマー法により基材となるポリウレタンエラストマー(PUE)を合成した。この基材PUEを電気泳動装置にセットし、イオン性モノマーであるジメチルアミノエチルアクリレート(DMAEA)を陽極側に加え、1kVの電圧を印加して、30分、120分、240分間泳動させた。その後、試料を装置から取り出して、70℃で24時間重合させ、改質試料を得た。改質試料を泳動方向に垂直に5層にスライスした試料(厚さ約0.4mm)を得た。元素分析より求めた各層のDMAEAポリマー(PDMAEA)の含有量は泳動時間の増加と共に同一層では徐々に増加していること、また同一時間では陽極側から陰極側に向かって減少していることからイオン性モノマーが基材中に傾斜的に導入されたことを示している。各試料の50℃での貯蔵弾性率測定の結果、試料の陽極側層において、弾性率は基材のそれより高くなり、泳動時間の増加と共に徐々に増加した。同じ泳動時間の試料では弾性率は陽極側で高く、陰極側で低いことが分かる。これはPDMAEAによる網目補強効果のためであると考える。この試料を電解質水溶液に含浸させ、電場を印加すると陰極側に屈曲し、また、試料の上下端を固定し、電場を印加すると試料は膨潤・収縮挙動を示した。この時の応力変化をロードセルにより測定した結果、数百キロパスカルの応力を取り出すことに成功した。