2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel membranes with 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer
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15K14209
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| Research Institution | Kanagawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
市村 重俊 神奈川工科大学, 応用バイオ科学部, 教授 (20333156)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ファウリング / ポリマーブラシ / MPCポリマー / シラス多孔質ガラス膜 / 表面修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ろ過膜のファウリングは、膜汚染物質の膜表面への堆積や吸着によって生じる。これによる性能低下は膜ろ過法の課題であり、吸着抑制能を持つ高分子による表面修飾法が期待されている。本研究では、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（以下 MPC）ポリマー層を、透水性と分画性の制御にも利用するコンセプトで新規膜の開発を行っている。平成29年度は、孔径と形状が異なる二種類のシラス多孔質ガラス膜（以下SPG膜、孔径50nm：管状膜、孔径400nm：平膜）を基材として利用した。表面修飾は、APTESによるアミノ化（溶液法または蒸着法）、BiBBによる開始剤化、MPC重合の三つのステップとした。前年度までの成果により、表面開始原子移動ラジカル重合法（以下SI-ATRP）では、重合時間と[MPC]/[EBIB]により0から数十nmの範囲でポリマー層の厚さを制御できること、還元剤を利用したSI-ARGET ATRP法では、より厚い100nm以上のポリマー層が得られることが分かっている。そこで、前者により孔径50nmの管状膜を、後者により孔径400nmの平膜の修飾を行った。膜の性能はそれぞれクロスフローろ過法とデッドエンドろ過法で評価した。孔径50nmの修飾膜では、溶質に対する阻止率が大幅に向上した。一方、透水性は大きく低下してしまった。孔径400nmの修飾膜でも透水性の低下が見られた。タンパク質を利用した試験では、未修飾膜に比べ吸着量が低下し、MPCポリマーによる耐ファウリング性の向上は確認できた。透水性の低下は、細孔内のポリマー鎖密度の影響と推察されたため、膜性能に対するポリマー層構造の影響をモデル化し考察した。コンセプトの妥当性を明確に実証することはできなかったが、今後、多孔膜に適した表面修飾条件を見出すことで新規膜が実現できるものと考えている。
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