太陽光-熱変換・蓄積機能を持つ新規超微粒子の創製と複合材料化

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650745
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 坪川 紀夫 新潟大学, 工学部, 教授 (20018675)
• Keywords: 超微粒子シリカ / 表面グラフト / 多分岐ポリアミドアミン / ポリグリシジルメタクリレート / ノルボルナジエン / 固定化 / 微粒子分散複合体 / 太陽光-熱変換・蓄熱機能

Research Abstract

本研究では、超微粒子シリカ表面への太陽光-熱変換・蓄熱機能の付与を目的に、(1)太陽光-熱変換・蓄熱機能持つノルボルナジエン(NBD)含有ポリマーのグラフト化、および粒子表面へグラフトした多分岐ポリアミドアミンへのNBDの固定化を試みた。さらに、(2)NBDを固定化した超微粒子シリカの太陽光-熱変換・蓄熱機能を追跡し、太陽エネルギーの有効利用材料の開発について検討し、以下の成果が得られた。
1.超微粒子シリカ表面へのNBD含有ポリマーのグラフト化
シリカ表面へ導入したアゾ基を開始剤に用いて、グリシジルメタクリレート(G舳)のグラフト重合を行うことにより、粒子表面ヘポリGMAをグラフトした。ついで、超微粒子シリカ表面のグラフト鎖のグリシジル基とカルボキシル基含有NBDとの反応により、シリカ表面のグラフト鎖へNBDが固定化できることを明らかにした。しかしながら、NBDの固定化量は、あまり大きくなかった。
2.超微粒子シリカ表面の多分岐ポリアミドアミンヘのNBDの固定化
多分岐ポリアミドアミンをグラフトした超微粒子シリカは、非常に多くの末端アミノ基を持つので、様々な機能物質の固定化に利用できる。そこで、本研究では、多分岐ポリアミドアミングラフト超微粒子シリカのアミノ基とカルボキシル基含有NBDとの縮合反応により、粒子表面へNBDが固定化できることを明らかにした。また、シリカ表面のポリアミドアミングラフト鎖のグラフト率が大きくなると、NBDの固定化量は増大するが、固定化に利用できる末端アミノ基の量は、低下することも見出した。
3.NBD固定化超微粒子シリカの太陽光-熱変換・蓄熱機能評価
NBD固定化超微粒子シリカにキセノンランプによる光照射を行い、固定化したNBDをクワドオリシクラン(QC)に変換した。ついで、この様なQDを固定化したシリカを加熱すると、QCのNBDへの異性化による発熱を伴うことが分かった。したがって、この様なシリカは、太陽光熱変換・蓄熱機能を持つことが明らかになった。