超臨界CO_2流体を媒体とする複合高分子微粒子合成法の創製

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17651060
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 大久保 政芳 神戸大学, 工学部, 教授 (30031131)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南 秀人 神戸大学, 工学部, 助教授 (20283872) ; 鈴木 登代子 神戸大学, 工学部, 教務職員 (40314504) ; ZETTERLUND Per B. 神戸大学, 工学部, 助教授 (20322365)
• Keywords: 超臨界CO_2流体 / 複合高分子微粒子 / 異相構造 / 海島傾斜構造 / 可塑化

Research Abstract

本研究は、環境問題の観点から有機溶媒の代替として注目されている超臨界CO_2流体(scCO_2)を媒体とした,2種以上のポリマーからなる複合高機能性高分子微粒子の合成に挑戦し,この媒体系の特徴であるscCO_2によるポリマーの可塑化効果を有効利用した特異な異相構造からなる複合高分子微粒子の作製の可能性を明確にすることを目的としている。
本年度は、scCO_2流体での分散安定剤として、制御/リビングラジカル重合で作製したブロックポリマー(PDMS-b-PMMA)を用いて、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)粒子の作製及び、PMMA粒子存在下スチレン(S)モノマーのシード重合を行い、複合粒子の作製を試みた。scCO_2流体中で,安定剤であるブロックポリマーの組成比,濃度を変化させ重合を行ない、最適な条件を明らかにするとともに、ブロックポリマーのscCO_2への溶解性が作製するPMMA粒子の安定性に大きく影響することを明らかにした。作製した約2ミクロンのPMMA粒子存在下,Sモノマーのシード重合を行うと,単分散性を保持したまま表面に多数のドメインをもつ粒子が作製され、粒子内部は、連続相がPMMAでPSドメインが粒子内に多数ある海島構造が観察された。これらの結果より,scCO_2下において,任意に傾斜異相構造を制御できる複合高分子微粒子の作製法確立へ向け重要な指針を得た。
また、本年は複合粒子の作製のほかにも、scCO_2の特長を活かし、水にも有機溶剤にも溶解するため,媒体との分離が難しく,固体状態で得るには非常に煩雑な工程が必要となる、ポリメタクリル酸ジメチルアミノエチル(PDM)の重合に取り組んだ。PDMは,下限臨界溶液温度を有し,温度変化の繰り返しによる凝集効果を有すると以前に報告している感温性を有する機能性高分子である。圧力や重合温度、開始剤濃度を調整したところ、重合後、超臨界状態から圧力を下げるだけで、粉末状態の乾燥したPDMを得ることができた。