有機-無機ハイブリッド超微粒子間相互作用の評価とケミカルライブラリーへの応用

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10640561
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 吉永 耕二 九州工業大学, 工学部, 教授 (00040436)
• キーワード: 超微粒子 / 表面修飾 / 凝集-分散 / 粒子間相互作用 / ケミカルライブラリー / コロイド微粒子 / ポリマー修飾 / ハイブリッド粒子

研究概要

1. 単分散コリダルシリカ微粒子のポリマーシランカップリング剤による表面修飾
無水マレイン酸とスチレン、メタクリル酸メチルまたは酢酸ビニルとの共重合体シランカップリング剤を合成し、粒径10,45nmのコロイダルシリカ表面への結合におけるカップリング反応を調べた。このポリマー試剤はトリメチルシリル基を表面に向けて吸着し、その状態でシロキサン結合が形成するので、極めて効率よく反応することが明らかになった。
2. 単分散シリカへ官能基および二次ポリマー鎖の結合
このポリ(無水マレイン酸-スチレン)/シリカ粒子の無水マレイン酸部位とゾイソシアネートの反応によって、ポリマー鎖間の架橋を行い、ついで加水分解によってアミノ基およびカルボキシル基を導入した。また、末端アミノ基をもつポリマーと一次修飾シリカ上の無水マレイン酸部位の反応によって二次ポリマー鎖を導入した。また、パーフルオロオクチル基をもつポリ(アクリル酸エステル)を結合した複合シリカ粒子を調製することに成功した。
3. 複合シリカ微粒子間の相互作用による凝集現象
二次ポリマーに対して良溶媒である酢酸エチルと貧溶媒であるメタノールの混合溶媒中での凝集-分散現象を調べたところ、その複合粒子は酢酸溶媒を多く含む溶液中では、溶媒和したポリマー鎖どうしの立体的反発によって分散し、またメタノールを多く含む溶液中では、粒子の凝集-分散現象は不溶性二次ポリマー鎖間相互作用と静電反発によって支配されることが分かった。
4. 複合粒子表面性質の評価法
複合粒子表面と溶媒の相互作用評価をNMR法によるスピン-スピン緩和時間によって行った。その結果、複合粒子への吸着水は重水素交換クロロホルムやアセトン中では重水中に比べ短い緩和時間を示すことから、かなり束縛されていることなどを見出している。

研究成果

• [文献書誌] K.Yoshinaga,F.Nakashima,T.Nishi: "Polymer Modification of Colloidal Particles by Spontaneous Polymerization of Surface Active Monemors" Colloid and Polymer Science. (印刷中).
• [文献書誌] K.Yoshinaga,M.Koyama,H.Karakawa: "Bindings of Viologen Oligomer to Monodisperse Collaidol Silica Particles Modified with Poly(maleic anhydride-Styrene)for Controlling of Surface ζ-Potential" Composite Interfaces. (印刷中).
• [文献書誌] K.Yoshinaga,M.Chiyoda,A.Yoneda H.Nishida,M.Komatsu: "Formation of Colloid Crystals from Polymer-modified Monodisperse Colloidal Silica in Organic Solvents" Colloid and Polymer Science. (印刷中).
• [文献書誌] K.Yoshinaga,J.Shimada,H.Nishida,M.Komatsu: "Effects of Covaient-Attached Secondary Polymer to Monodisperse,Poly(maleic anhydride-styrene)-Modified Colloidal Silica on Dispersibility in Organic Solvent" Journal of Colloid and Inferface Science. (印刷中).