新しいpHおよび温度応答性材料の分子設計と機能発現

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06858098
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 長崎 幸夫 東京理科大学, 基礎工学部, 講師 (90198309)
• キーワード: ポリサイラミン / ヘテロケリックオリゴマー / 刺激応答材料 / 機能性表面膜 / ゲル / LCST / アニオン相互作用

研究概要

本研究は我々が見いだしてきたアミノ基とシリル基を有するポリサイラミンヘテロテレケリックの新規刺激応答性材料としての可能性を追求したものである。
ポリサイラミンは主鎖にエチレンジアミンと3-シラペンタン構造を交互に有し今までにない全く新しい構造を有する。主鎖にシリコン結合を有するため、非常に運動性が高く、-90℃程度のガラス転移点を有している。しかしながらポリサイラミンのジアミン部分を酸によりプロトン化することにより主鎖の運動性が急激に低下する事がわかった。実際、そのガラス転移点は50℃にも達する。この傾向は用いる酸によって変わることから、ケイ素のルイス酸性によりアニオンがポリマーにバインドすることが確かめられた。このようにアミノ基のプロトン化とともにシリコン周辺のアニオンバインドがポリマー鎖コンホメーションに大きく影響するため、ポリサイラミンを用いてi)表面処理剤、ii)架橋ゲルの2つの機能性材料設計を試みた。ポリサイラミンの片末端にアルコキシル基或いはチオール基を導入することによりガラス基板及び金表面へのポリサイラミンの担持が可能であった。実際、金表面では2.3nm^2/molとかなり高密度に表面処理が達成された。この表面はpH等の環境に応答して、表面の堅さを急激に変化させる新しい材料である。この表面ポリサイラミンの自由末端にはフリーのアミノ基を有し、機能分子の担持等更なる機能の付与が可能であり、興味深い。
ポリサイラミンを基本骨格とするゲルはpHによりゲル鎖のゴム弾性が急激に変化するため、ゲルイオン浸透圧から期待される膨潤度に比べ、著しく大きい値を示した。この結果は、膨潤する事により柔らかくなるこれまでのイオン性ハイドロゲルとは全く反対の特性であり、新しい材料として有用である。このポリサイラミンゲルは廻りの温度によっても環境応答するため興味深い。

研究成果

• [文献書誌] Yukio Nagasaki: "Synthesis and gas permeation behavior of organosilicon-containing poly(p-allylstyrene)s" Polymer Journal. 26(6). 745-753 (1994)
• [文献書誌] Yukio Nagasaki: "Synthesis of poly(silamine)telechelics and its solution properties" Macromolecules,Commun.27(17). 4848-4850 (1994)
• [文献書誌] Yukio Nagasaki: "Synthesis of silicon-containing α-methylstyrenes and their anionic polymerization behavior" Macromolecules. 27(14). 3702-3706 (1994)
• [文献書誌] Yukio nagasaki: "Synthesis of novel organosilicon-containing oligomers with reactive functional groups through anionic polycondensation reactions" Polymer. 35(19). 4228-4234 (1994)
• [文献書誌] Yukio Nagasaki: "Synthesis of organosilicon-containing macromonomers through an anionic polyaddition reactions" Macromolecular Chemistry & Physics. (in press). (1995)
• [文献書誌] Yukio Nagasaki: "Silicon-containing Monomers and Polymers" Functional Polymers for Emerging Technologies,R.Arshady,ed.American Chemical Society,Washington,D.C., (1995)
• [文献書誌] yukio nagasaki: "Synthesis of New-Macromonomer Through an Isomerization of 4-Methylstyrene Derivatives" Materials Encyclopedia,Synthesis,Properties and Applications,J.C.Salamone,ed.(in press), (1995)