| 研究課題/領域番号 |
23560911
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
後藤 健彦 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10274127)
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| 研究分担者 |
飯澤 孝司 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60130902)
迫原 修治 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80108232)
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| キーワード | 高分子ゲル / 感温性高分子 / イオン性高分子 / 吸着・脱着 / 親疎水転移 / 金属イオン |
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| 研究概要 |
感温性高分子のN-isopropylacrylamide (NIPAM)とイオン性高分子のアクリル酸（AAC）から感温性ゲル型吸着剤を合成した。ゲルのNIPAM/AAC共重合率の変化が、吸着量、吸着・脱着速度などに及ぼす影響を検討し、ゲルの吸脱着機構について、合成組成と温度応答性(膨潤度変化)、吸・脱着特性などとの関係から、イオン化およびその抑制が行われる機構の検討を行った。陽イオンの吸着量はAACの共重合率が高いほど多くなるが、有効に使われる吸着サイトの割合は低下した。膨潤状態の共重合ゲルへの陽イオンの吸着は、イオン半径の小さなものほど、優先的に吸着しやすく、脱着はイオン半径の大きなイオンほど、高温でのゲルの収縮によるゲルネットワークの構造変化の影響を受け易く、脱着割合は大きくなった。したがって、合成時の組成により、ゲルネットワークのサイズを変えることでイオンの選択的吸着の可能性が示唆された。
吸着量を増やすために共重合率を増加すると転移温度が上昇して、脱着には高い温度が必要になり、またイオン基と金属イオンの相互作用が強いために脱着割合が小さくなることが示された。そこで、AACに代わって金属イオンと一部配位結合するポリビニルアルコールを用い、さらにポリマーがゲルネットワークと共重合していない相互侵入網目構造のゲルを合成し、銅イオンを用いて吸着特性について検討を行ったところ、NIPAM-PVA-semi-IPNゲルの転移温度はPVAの量をある程度増やしてもNIPAMの転移温度 (約32℃) とほぼ同じであることが示された。また50℃での脱着時には、開始後24時間で20℃での平衡吸着量の約40-60 %が脱着された。これは、それぞれ温度の平衡吸着量の差とほぼ等しく、AACを用いた共重合ゲルの脱着割合（約20%）よりも温度変化による脱着割合が高くなることが示された。
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