N-ビニルアシルアミドから得られる熱刺激応答性高分子

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555326
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 明石 満 鹿児島大学, 工学部, 教授 (20145460)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 真一 三菱化学株式会社, 研究開発本部・技術開発センター, 主席研究員 ; 岸田 晶夫 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 部長 (60224929) ; 芹澤 武 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (30284904)
• Keywords: 刺激応答性高分子 / N-ビニルイソブチルアミド / ラジカル重合 / 水溶性高分子 / N-イソプロピルアクリルアミド / 金属コロイド / 触媒活性 / 2相分離

Research Abstract

N-ビニルアシルアミド系モノマーを中心に、その合成および重合・共重合を検討し、熱刺激に応答して高度な機能を発現する新規な高分子の開発を行って来ている。10年度に、N-ビニルイソブチルアミド(NVIBA)等のモノマー合成について確立し、次に、これらのビニルモノマーをラジカル重合・共重合させ水溶性高分子を合成した。また、架橋剤を加えた系ではヒドロゲルを得た。これらの感熱応答性を調べる基礎研究を行った。
11年度は機能発現を、既存の熱刺激応答性高分子N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)ポリマーと比較しながら調べた。まず、白金、銀等の金属コロイドが水溶性高分子により安定化されることに着目し、NVIBAおよびN-ビニルアミドポリマーを用い、さらに、NIPAAmポリマーをコア、ポリスチレンをコアとする高分子超微粒子へ金属コロイドを担持させ、その触媒活性を調べた。アリルアルコールの水素化反応において、感熱応答性高分子の曇天以上では見かけの触媒活性が著しく低くなった。反応の暴走を押さえるシステムを構築できたと考えている。
また、ポリスチレンに代わりシリカゲルをコアに用いることでより工業的な展開が可能となると結論した。基礎研究としては、NIPAAmポリマーとNVIBAポリマーのLCST挙動の相違を高圧下調べた。別途、水溶性高分子を用いる2相分離系へも熱刺激応答性高分子が応用できることを明らかとした。さらに、市販されているモノマーである、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミドと酢酸ビニル共重合体が明瞭なLCSTを示すことを見いだし、次年度、研究展開させる予定である。

Research Products

• [Publications] Ming-Qing Chen,Takeshi Serizawa,Mitsuru Akashi: "Graft Copolymers Having Hydrophobic Backbone and Hydrophilic Branches.XVII..Effects of Various Parameters on Size and Morphology of Microspheres Using Poly(N-isopropylacrylamide) as a Steric Stabilizer"Polym.Adv.Tech.. 10. 120-126 (1999)
• [Publications] Chun-Wei Chen,Mitsuru Akashi: "Temperature-Responsive Catalytic Activity of Poly(N-isopropylacylamide)-Protected Au/Pt Bimetallic Nanoparticles in Aqueous Solution"Adv.Tech.. 10. 17-133 (1999)
• [Publications] Chun-Wei Chen,Takeshi Serizawa,Mitsuru Akashi: "Preparation of Platinum Colloids on Polystyrene Nanospheres and Their Catalytic Properties in Hydrogenation"Chem.Master. 11. 1381-1389 (1999)
• [Publications] Chun-Wei Chen,Daisuke Tano,Mitsuru Akashi: "Synthesis of Platinum Colloids Sterically Stabilized by Poly(N-vinylformamide) or Poly(N-vinylalkylamide) and Their Stability towards Salt"Colloid Polym.Sci.. 277. 488-493 (1999)
• [Publications] Shigeru Kunugi,Kazuya Takano,Naoki Tanaka,Mitsuru Akashi: "Effects of Ionic Additives and Ionic Comonomer on the Temperature and Pressure Responsive Behavior of Thermoresponsive Polymers in Aqueous Solutions"Langmuir. 15. 4056-4061 (1999)
• [Publications] Akiko Kishida,Yoshihiri Kikunaga,Mitsuru Akashi: "Synthesis and Functionalities of Poly(N-Vinylalkylamide).X.A Novel Aqueous Two-Phase Systems Based on Thermosensitive Polymers and Dextran"J.Appl.Polym.Sci. 73. 2545-2548 (1999)
• [Publications] Chun-Wei Chen,Takashi Serizawa,Mitsuru Akashi,: "Synthesis and Characterization of Poly(N-isopropylacrylamide)-Coatd Polystyrene Microspheres with Silver Nanoparticles on Their Surfaces"Langmuir. 15. 7998-8006 (1999)
• [Publications] Chun-Wei Chen,Takashi Takezako,Kazuya Yamamoto,Takeshi Serizawa,Mitsuru Akashi: "Poly(N-vinylisobutyramide)-Stabilized Platinum Nanoparticles: Synthesis and Temperature-Responsive Behavior in Aqueous Solution"Colloids Surf.. (印刷中).
• [Publications] Kazuya Suzuki,Takashi Yumura,Masaaki Mizuguchi,Yuko Tanaka,Chun-Wei Chen,Mitsuru Akashi: "Poly(N-isopropylacrylamide)-Grafted Silica as a Support of Platinum Colloids: Preparation Method,Characterization,and Catalytic Properties in Hydrogenation"J.Appl.Polym.Sci. (印刷中).
• [Publications] Shigeru Kunugi,Tomoko Tada,Yoshiaki Yamazaki,Kazuya Yamamoto,Mitsuru Akashi: "Thermodynamic Studies on Coil-Globule Transitions of Poly(N-vinylisobutyramide-co-vinylamine)in Aqueous Solutions,"Langmuir. (印刷中).
• [Publications] 明石 満,山元和哉: ""ポリマーゲル",ラジカル重合ハンドブック(蒲池幹治,遠藤 剛監修)"エヌ・ティー・エス. 8 (1999)
• [Publications] Mitsuru Akashi,Akio Kishida: ""New Stimuli Responsive Polymers for Bioseparation and Bioprocessing",Synthesis of Novel Smart Polymers for Bioseparation and Bioprocessing(B.Mattiasson,I.Galaeveds.,)"Harwood Publisher(印刷中).