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2015 年度 実施状況報告書

電気泳動する非イオン性高分子の設計とメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K05515
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

高須 昭則  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30303697)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード電気泳動 / ポリエステル / スルホニル基
研究実績の概要

研究室で合成したポリ(エステル-スルホン)を良溶媒であるN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)に溶かし、そこに貧溶媒を添加しポリマーの分散液を得た。貧溶媒として用いたのはn-ブタノール(n-BuOH), メタノール(MeOH), エタノール(EtOH), ジエチレングリコール(DEG)およびジエチレングリコールジメチルエーテル(Diglyme)であり、溶媒の混合比を変えて分散液を調製した。得られた分散液にステンレス板を挿し込み電場を印加してEPDを行ったところ、すべての系でポリ(エステル-スルホン)がAnode選択的に電気泳動した。またそれぞれのゼータ電位の値とEPDの結果を比較し、電気泳動に与える影響を考察した。その結果、アルコールの種類によりゼータ電位、堆積量、初期電流値が変化することがわかった。特にDMF/MeOH=2/2(v/v)におけるサンプルでAnodeへの堆積量が多く、厚い膜を得ることができた。
また良溶媒としてジメチルスルホキシド(DMSO),ジメチルアセトアミド(DMAc)を用いて同様にEPDを行ったが、全てのサンプルにおいてAnode選択性を示した。しかし良溶媒の種類によっては堆積膜にひびが入りやすいなどの変化があったため、その原因を今後検討する必要がある。
次に貧溶媒としてDEG とDiglymeを用いEPDを行ったところ、DEGを用いたとき、Diglymeを用いた場合よりもAnodeへの堆積量が明らかに多いことが確認できた。この結果からアルコールなどのプロトン性の溶媒がその電気泳動性を高めていることがわかった。
これらの結果から、貧溶媒であるアルコールがイオン-双極子相互作用により部分的に電離して電気二重層を形成し、すべり面の電荷の符号が泳動する方向を決定すると考察した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

アノード(+)選択的な電気泳動挙動に必要な構造因子の決定と電気泳動メカニズムの二つを主に明らかにすることが出来た。研究成果は学術論文3編と著書1編に研究成果をまとめることができ、A-STEPなどのフィージビリチィースタディーのフェーズまで展開できた。

今後の研究の推進方策

計画書に従い、アノード(+)選択的な電気泳動挙動に必要な構造因子の決定と傾斜材料への応用展開を模索する。

次年度使用額が生じた理由

装置購入を次年度に見送った。

次年度使用額の使用計画

今年度と同様の実験計画に加え、装置購入を検討し、研究の迅速な遂行を図る。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Alcohol Dependence of Anode-selective Electrophoretic Deposition of Non-Ionic Poly(ester-sulfone)2016

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Yokoyama, Akinori Takasu
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 88 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2016.02.014

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A A Vinyl Polymer Having Pendent Sulfones Prepared by Atom-Transfer Radical Polymerization of a Sulfide-Containing Methacrylate and Electrophoretic Transparent Coating on a Stainless Steel AnodelTransparent Coating on a Stainless Steel Anodel2015

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Kameyama, Akinori Takasu
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 6 ページ: 4336-4342

    • DOI

      10.1039/C5PY00553A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of Electrophoretic Poly(2-oxazoline)s for Hybridization with Bioactive Glass2015

    • 著者名/発表者名
      Terunari Hayashi, Akinori Takasu
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 654 ページ: 183-188

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrophoretic Vinyl Polymers Prepared via Atom Transfer Radical Polymerization and Smart Coating on Metals2015

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Kameyama, Akinori Takasu
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 654 ページ: 37-41

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Design of Electrophoretic Non-Ionic Polymers2016

    • 著者名/発表者名
      高須 昭則
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium for Green-Innovation Polymer (GRIP2016)
    • 発表場所
      JAPAN ADVANCED INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
    • 年月日
      2016-03-04 – 2016-03-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of Electrophoretic Acrylic Polymer Synthesized via Atom Transfer Radical Polymerization2015

    • 著者名/発表者名
      亀山 友美
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      ハワイコンベンションセンター
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
  • [学会発表] Electrophoretic Mechanism of Non-Ionic Poly(ester-sulfone)s2015

    • 著者名/発表者名
      横山 瑞季
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      ハワイコンベンションセンター
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
  • [学会発表] 電気泳動する非イオン性ポリメタクリレートの設計と堆積挙動2015

    • 著者名/発表者名
      亀山 友美
    • 学会等名
      第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2015-11-07 – 2015-11-08
  • [学会発表] 非イオン性ポリエステルの電気泳動機構と極板への堆積2015

    • 著者名/発表者名
      横山 瑞季
    • 学会等名
      第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2015-11-07 – 2015-11-08
  • [学会発表] スルフィドを含むモノマーの非環状ジエンメタセシス重合2015

    • 著者名/発表者名
      河原崎 勇
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] 電気泳動する非イオン性ポリメタクリレート2015

    • 著者名/発表者名
      亀山 友美
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] 電気泳動する非イオン性ポリマーの泳動メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      横山 瑞季
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] ポリ(エステルースルホン)分散液の電気泳動機構の解明2015

    • 著者名/発表者名
      横山 瑞季
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [学会発表] 重縮合による電気泳動するポリ(エステルースルホン)の合成2015

    • 著者名/発表者名
      松本 圭史
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [学会発表] 電気泳動するスルホン含有ポリメタクリレートの金属基盤へのクリアコーティング2015

    • 著者名/発表者名
      亀山 友美
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [図書] 分散系の測定・評価と設計・応用2016

    • 著者名/発表者名
      高須 昭則
    • 総ページ数
      1-5
    • 出版者
      テクノシステム
  • [産業財産権] スルホニル基を含む非イオン性高分子からなる電着塗料組成物2015

    • 発明者名
      高須 昭則
    • 権利者名
      高須 昭則
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2015-143721
    • 出願年月日
      2015-07-21

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公開日: 2017-01-06  

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