水に不溶性の単量体を乳化重合する際に水溶性包摂物質が果たす動力学的役割の解明

• Project/Area Number: 12750676
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 反応・分離工学
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 鈴木 清 福井大学, 工学部, 助手 (30283162)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2001: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2000: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 乳化重合 / シクロデキストリン / 動力学 / メタクリル酸ステアリル / ミニエマルション重合 / モノマー滴 / 拡散 / 包摂

Research Abstract

1)Rimmerらの報告した系で乳化重合が起こっていないことを明らかにする
乳化重合が進行するには、モノマー滴から微粒子へのモノマーの移動が必要である。Rimmerらの報告したβシクロデキストリン存在下でのメタクリル酸ステアリル(SM)モノマーの重合系において、モノマーの移動が起こっているかを検討するために、予めポリスチレン微粒子を加えた状態で、スチレンモノマーとの共重合を行い、SMの重合速度と、微粒子中とモノマー滴中のSMポリマーの割合をNMRで測定した。βシクロデキストリンの有無によらず、SMモノマーは殆ど重合せず、また、微粒子内にはSMポリマーは殆ど検出されなかった。さらに、生成する若干のSMポリマーはモノマー滴中で生成したことが確認された。このことから、Rimmerらの系(SMモノマーとβシクロデキストリンを用いた系)では、乳化重合機構ではなく、懸濁重合機構でSMの重合が進み、SMポリマーの粒子が生成されることを明らかとした。
2)ミニエマルション重合系の重合挙動の調査
SMモノマーとスチレンモノマーのミニエマルション重合を行った。SMモノマーの重合速度は上記の系よりも遥かに大きく、また、得られる微粒子の大きさも一般的に乳化重合で得られるものの大きさに近く、その中のSMポリマーの割合も上記の系に比べて非常に高かった。この結果は、Rimmerらが乳化重合で得られるような粒子を得るのに成功した原因がミニエマルション重合の生起にあることを示唆する。
3)水不溶性単量体の乳化重合を可能とする水溶性包摂物質を含む系の探索
乳化系での、アクリル酸ブチルとSMの共重合または、異なるシクロデキストリン(α、γシクロデキストリン)を用いたSMの重合のいずれにおいてもSMモノマーの乳化重合が起こらないことを示唆する結果を得た。