マクロモノマーを用いた高分子微粒子の設計

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07555597
• 研究種目: 試験研究(B)
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 伊藤 浩一 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (00023119)
• 研究分担者: 薮田 元志 関西ペイント(株)技術研究所, 課長 ; 川口 正剛 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (00204694) ; 伊津野 真一 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (50158755)
• キーワード: マクロモノマー / 無公害塗料 / 両親媒性 / 分散、乳化重合 / 立体安定化 / 表面特性 / ミクロスフェア- / グラフト高分子

研究概要

マクロモノマー法による単分散高分子微粒子の生成機構を分子レベルで解明するために以下の研究を行った。
(1)種々のマクロモノマーの合成:ポリエチレンオキシド鎖の片末端と疎水性重合官能基(スチリル基およびメタクリロイルオキシ基)との間に種々の鎖長のアルキレン鎖を有するマクロモノマーを合成した。また、ポリメタクリル酸マクロモノマーをアニオンリビング重合法によって、ポリ(N-ビニルピロリドン)マクロモノマーをラジカル連鎖移動重合法によって、さらに末端にカルボキシル基を有するマクロモノマーをそれぞれ合成し、詳細に特性化した。
(2)極性媒体中の分散重合粒子生成の基礎理論の確立:最初均一溶液からマクロモノマーとコモノマーとの共重合によるグラフト高分子が微粒子殻を覆って立体安定化粒子種を完成する。これ以降では、同等の大きさの微粒子の合体は妨げられ、コモノマー重合とグラフト高分子生成が並行して、粒子の成長が進むという機構に基づいて理論的なモデルを提出した。コモノマーとしてスチレン、ブチルメタクリレートの系では、この理論は実験結果をほぼ定量的に説明することができた。しかしながら、連続相となじみのあるメチルメタクリレート系では仕込みマクロモノマー濃度の粒子系に及ぼす効果は複雑で、粒子径は媒体の溶解度パラメーターに強く依存することがわかった。現在より統一的な理論を提案中である。様々なマクロモノマーを用いて様々な条件下で重合を行い、マクロモノマー分子構造と微粒子殻形成との基本的原理を明確にすることができた。また、乳化重合についても検討を行った。
(3)マクロモノマー間の共重合、単独重合挙動および櫛形高分子の特性化:マクロモノマーの共重合および単独重合によって得られる規則的櫛形高分子の分子量、回転半径、ピレンの可溶化および蛍光測定を行い、ポリエチレンオキシド櫛形高分子が水中で半屈曲性高分子として振る舞っていることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] K.Ito: "One-Step Snthesis of Poly(methacrylic acid)Macromonomers and Application to Soap-Free Emulsion Copolymerization with Styrene" Macromol. Symp.91. 65-72 (1995)
• [文献書誌] M.B.Nugroho: "Control of Particle Size in Dispersion Polymerization Using Poly(ethylene oxide)Macromonomers" Macromolecular Reports. A32. 593-601 (1995)
• [文献書誌] S.Kawaguchi: "Dispersion Copolymerization of n-Butyl Methacrylate with Poly(ethylene oxide)Macromonomers in Methanol-Water. Comparision of Experiment with Theory" Macromolecules. 28. 1159-1166 (1995)
• [文献書誌] H.Yoshida: "Syntheses and Interfacial Characterization of Graft Copolymers from Styrene and 2-Hydroxyethy Methacrylate That Comprise Either Trunks of Branches" Can. J. Chem.73. 1757-1764 (1995)
• [文献書誌] S.Kawaguchi: "Surface Characterization and Dissociation Properties of Carboxylic Acid Core-Shell Latex Particles by Potentiometric and Conductometric Titration" J. Colloid and Interface Sci.176. 362-369 (1995)
• [文献書誌] 伊藤浩一: "新高分子実験学2" 共立出版, 40 (1995)
• [文献書誌] 伊藤浩一: "高分子合成化学" 東京電機大学出版, 68 (1995)