2009 Fiscal Year Annual Research Report
ポリマー複合粒子合成のためのクリーンプロセスの創生
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20360354
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
今野 幹男 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 教授 (40125547)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長尾 大輔 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50374963)
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| Keywords | ソープフリー乳化重合 / 複合粒子 / 単分散 / 磁性 / 蛍光 / ゼータ電位 |
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| Research Abstract |
機能成分として磁性ナノ粒子(マグネタイト)をポリマーと複合化した磁性ポリマー複合粒子を、ソープフリー乳化重合により合成した。重合過程では、弱電解質の重合開始剤によりポリマーの荷電状態を制御し、そのポリマーと磁性ナノ粒子を複合化した。一方、磁性ナノ粒子は、ポリマーとの親和性を高めるため、重合性官能基を有したシランカップリング剤で予め表面修飾しておいた。安定なポリマー粒子が生成した後に、磁性ナノ粒子の懸濁液を重合系へ連続的に滴下したところ、重合開始前に磁性ナノ粒子を系内に共存させた場合よりも、単分散性の高い複合粒子が得られた。ポリマー粒子と磁性ナノ粒子の複合化過程を検討するため、重合中の複合粒子の表面電位(ゼータ電位)も測定した。その結果、粒子生成過程にあるポリマー粒子の表面電位を低下させることなく、添加した磁性ナノ粒子がポリマー粒子に取り込まれることを実証した。添加した磁性ナノ粒子が重合系内で均一になるように、反応器に邪魔板を設置した条件で磁性ポリマー複合粒子を合成する実験も行った。邪魔板設置条件での重合実験では、添加した磁性ナノ粒子がポリマー粒子に均一に取り込まれ、個々の複合粒子に含まれる磁性ナノ粒子含有率のばらつきが大幅に低減した。さらに、もう一つの機能成分として蛍光色素(ピレン)を磁性ポリマー粒子に取り込ませる実験も行った。蛍光色素をモノマーに溶解した重合系に、磁性ナノ粒子を連続滴下しながら重合を進めたところ、磁性と蛍光の両特性を併せ持つ単分散なポリマー複合粒子が得られた。
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