2012 Fiscal Year Research-status Report
新しい架橋法による新規な三次元網目構造を持つ高分子ゲルの創製とその性質の解明
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24550259
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
廣川 能嗣 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (60436722)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 二段階調製法 / 後架橋 / ジビニル架橋法 / 高分子ゲル / 活性エステル / 膨潤度 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、従来の調製法では得られなかった構造を持つ高分子ゲルの新規な調製法を構築し、得られた新しい構造を持つ高分子ゲルの性質を明らかにすることである。新規な調製法とは、従来のジビニル化合物を用いるゲル化（「ジビニル架橋法」）とは異なり、第一段階で架橋点となる反応性側鎖を持つ線状高分子を合成し、第二段階で架橋を行い、三次元網目を得る方法である（「二段階調製法（後架橋法）」）。
平成２４年度は、「後架橋法」と「ジビニル架橋法」の2つを用いてポリ（N-イソプロピルアクリルアミド）ゲルを合成し、得られたゲルの膨潤度の温度変化について調べることにより、両合成法によって得られるゲルの性質の違いを明らかにしようとした。
「後架橋法」による合成ではまず、活性エステル基を有するモノマーであるアクリロイルオキシ-N-サクシンイミドとN-イソプロピルアクリルアミドをラジカル共重合することにより反応性側鎖を持つ感温性ポリマーを合成した。続いて、得られたポリマーに架橋剤としてエチレンジアミンを用い、種々の溶媒中で反応させて架橋を行い、高分子ゲルを合成した。この時、溶媒の極性が高いほどゲル化に長い時間を要した。しかし、得られたゲルの溶媒を水に置換し、膨潤度の温度依存性を調べたところ、調製時の溶媒に関わらずほぼ同じ挙動を示すことがわかり、三次元網目は同様の構造を形成していると考えられた。また、ポリマー中の架橋点となる活性エステル濃度を変化させることにより、膨潤度を制御でき、ゲルの網目構造は反応性側鎖を持つポリマーの構造のみによることが分かった。
一方、「ジビニル架橋法」によって得られるポリ（N-イソプロピルアクリルアミド）ゲルは、調製時の溶媒によって膨潤度に大きな差が見られ、「ジビニル架橋法」では調製条件によって架橋密度や網目鎖の濃度が大きく影響を受けることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初、想定したアクリルアミド系高分子ゲルの「二段階調製法」の構築および得られた高分子ゲルの基本的な性質の解明における次の二つの事項について検討し、結果を得る事ができた。
（１）アクリルアミド類と活性エステル基を持つビニル化合物を共重合し、構造の制御された線状高分子を得る条件を確立すること、および、（２）架橋反応に与える多価アミンの種類、高分子の濃度などの条件を検討し、ゲル化条件を確立することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
次のような課題を想定して研究を推進する予定である。
（１）生成高分子ゲルの基本的な性質の解明：「二段階調製法」で得られる高分子ゲルの膨潤度の温度依存性等の膨潤挙動および機械的強度等の力学的性質を明らかにする。
（２）「二段階調製法」の特徴を生かした波及課題の基礎検討として、（２－１）高分子ゲルの内部構造の制御をめざし、親水性高分子、疎水性高分子や感温性高分子等の溶液を混合し、温度や濃度条件を変えることにより相分離を起こして自己組織化させ、架橋することにより構造を凍結して内部構造制御の可能性について調べる。また、（２－２）高分子ゲルの分子認識能を検討するために、高分子溶液中にタンパク質等の特定の分子を共存させて架橋反応を行い、三次元網目に分子認識能を持つ鋳型機能が導入できないか検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次の各項目を予定している。
・高分子ゲル調製用試薬、合成ガラス器具等の購入
・高分子ゲル評価用機器の購入
・研究発表会参加費、旅費
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