二重刺激応答性ブロック共重合体の「ミセル-逆ミセル」転移の動的解析

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550845
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 前田 寧 福井大学, 工学部, 助教授 (60242484)
• キーワード: 温度応答性高分子 / ブロック共重合体 / 相転移 / 高分子ミセル / 赤外分光法 / 下限臨界溶解温度 / 高分子溶液

研究概要

上限臨界溶液温度,(UCST)を持つ3-dimethyl-(methacryloyloxyethyl ammonium propane sulfonate)(dMMAEAPS)等のスルホベタインと下限臨界溶液温度(LCST)を持つN,N-diethylacrylamide(dEA)などのN-置換アクリルアミドを二段階の付加-解裂移動反応により重合させることで二重温度応答性ジブロック共重合体を得た。動的光散乱の結果より、これらのブロック共重合体はUCST以下およびLCST以上の温度で会合体を形成し、両温度の間でユニマー状態にあることが分かった。IR測定では、PdMMAEAPSのν(C=O)_<ester>とν(S=O)バンドがUCSTで、PdEAのamide IバンドがLCSTで急激に変化した。また、ν(C-H)バンドはLCST以上で低波数シフトするのに対して、UCSTの前後ではほとんど変化しなかった。DSC測定でもLCSTでは吸熱ピークが観察されるが、UCSTではピークが見られなかった。さらに、pyreneや2-anilinonaphthalene等の疎水性色素を用いた蛍光測定でも、LCSTにおいてのみスペクトルに変化が見られた。これらのことから、LCST以上では脱水和されたPdEAブロックが会合して疎水性のコアが形成され、UCST以下ではPdMMAEAPSをコアとするミセルが形成されるがアルキル基の脱水和は起こらないことが明らかになった。また、末端にterpyridineを結合させたブロックをルテニウムと錯体化することによって合成したブロック共重合体でも同様なミセル化が観察された。

研究成果

• [文献書誌] Maeda, Yasushi: "Fourier-transform IR Spectroscopic Study on Phase Transitions of Copolymers of N-Isopropylacrylamide and Alkyl Acrylates in Water"Colloid Polym.Sci.. 281. 79-83 (2003)
• [文献書誌] Maeda, Yasushi: "Temperature-Responsive Graft Copolymers with Poly(propylene glycol) Side Chains"Macromol.Rapid Commun.. 24. 242-245 (2003)
• [文献書誌] Maeda, Yasushi: "Phase Separation of Aqueous Solutions of Poly(N-isopropylacrylamide) Investigated by Confocal Raman Microscopy"Macromo lecules. 35. 5055-5057 (2003)
• [文献書誌] 前田, 寧: "ポリ(N-置換アクリルアミド)水溶液の温度応答性と水和"接着. 47. 414-421 (2003)
• [文献書誌] Maeda, Yasushi: "Effects of Ions on Two-step Phase Separation of Poly(vinyl methyl ether) in Water as Studied by IR and Raman Spectroscopy"Langmuir. 19. 10357-10360 (2003)
• [文献書誌] Maeda, Yasushi: "Association of Tetraalkylammonium Ions with Poly(vinyl methyl ether) in Water and Its Effect on Phase Separation Behavior as Studied by Micro-Raman Spectroscopy"Macromol Rapid Commun.. 25. 720-723 (2004)