2019 Fiscal Year Research-status Report
環境応答性高分子界面活性剤と水系ラテックス間の分子認識架橋によるタフフィルム創製
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18K14021
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| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
川野 真太郎 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (50646198)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 刺激応答性高分子 / シクロデキストリン / 分子認識 / 自己集合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、水中でホスト・ゲスト相互作用が可能な分子認識部位を側鎖に有する両親媒性高分子ホストおよび、水中会合性のアクリル系高分子ゲストを設計・合成する。さらに、水中で自己集合するコロイド状の高分子間の分子認識架橋型ネットワーク形成の構築と、粒子分散液の乾燥プロセスを経ることで高強度およびソフトな粘弾性を兼ね揃えた新規水系タフフィルムの作製を目的としている。
当該年度は、前年度進めていた分子認識ホスト部位を高分子側鎖に有する両親媒性高分子の合成において、その合成手順を変更した。高分子ユニット比を制御できるように各モノマーをあらかじめ調製し、最後に共重合を行った。ホスト分子にβ-シクロデキストリン(CD)を側鎖に有するエチレンジアミノアクリロイルモノマー(AEA-β-CD)を合成し、感熱応答性部位にN-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)、pH応答部位にアクリル酸(AA)を用いてランダム共重合を行った。当該年度は、NIPAM: AA: AEA-β-CD= 6: 2: 1の共重合比からなるコポリマー(Poly(NIPAM-AA-β-CD))を用いて、温度-透過率測定により下限臨界溶解温度(LCST)の評価を行った。また、側鎖β-CDに対する包接能およびコポリマーのコロイド安定性を評価するため、Nile Red蛍光色素分子(NR)を用いてUV-Vis吸収および蛍光スペクトル測定を行った。NRの包接によりPoly(NIPAM-AA-β-CD)の会合特性は変化し、温度およびpHに依存してその親・疎水性を制御できることを明らかにした。
また、当該年度には、ゲスト分子を高分子側鎖に有するコポリマーの合成についても進めた。ゲスト分子としてβ-CDとホスト・ゲスト相互作用するクマリン誘導体を用い、モノマー合成を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在、ゲスト分子材料としてクマリン修飾モノマーの合成およびそれらを用いてコポリマー合成を行っている。当該年度は、スチレンをベースとし、ベンジル位に2級アミノクマリンが連結したモノマー(VBzA-COU)の合成を行った。酸性領域で塩酸塩となり水溶性を示すが、非常に溶解度は低かった。また、VBzA-COUを含むDimethyl aminoethyl methacrylate(DMAEMA)、Methylmethacrylate(MMA)の共重合によりコポリマーも合成した。酸性条件化では容易に溶解し、水中での利用が可能になった。次年度はモノマー合成における収率を上げ、再度合成する予定である。しかし、本来の予定では、ホストおよびゲスト材料間の相互作用評価および架橋薄膜(材料)作製まで進めている予定であるが、まだそこまで達していない。よって、進捗状況としては少し遅れている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲスト分子修飾モノマー合成において、ベンジルかつ2級アミノ基タイプ(BzA-COU)はpHによるが、予想以上に水中に溶けにくかった。BzA-COUモノマー状態では、特に水に溶けにくいため、シクロデキストリンホスト分子に対する詳細な包接能評価に限りがある。本来、これらの相互作用を評価できるようにするため、モノマー設計において水中でより扱いやすい側鎖骨格に変えるべきであると考えている。方法として、メタクリル酸エステルタイプのクマリン側鎖修飾モノマーで、エチルメタクリロイル基へのクマリン連結部位が4級アンモニウム塩タイプも合成する予定である。モノマー合成ができれば、コポリマー合成、さらにホスト材料との包接能評価行っていく。
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| Causes of Carryover |
当該年度もモノマー、高分子合成を主要に行い、当初予定の物品や備品の購入を行わなかったため、次年度使用額が生じた。次年度は、材料評価についても行う予定であるため、当初予定の物品や備品について購入する予定である。
旅費に関しても、当初予定の学会数よりも大幅に減少し、支出が減ったことから、次年度使用額が生じた。
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