形状記憶ナノ空孔を有する高分子超薄膜を利用した立体規則性テンプレート重合

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15655041
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 明石 満 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20145460)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 達雄 鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (20292047) ; 芹澤 武 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (30284904) ; 木田 敏之 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20234297)
• Keywords: ポリメタクリル酸メチル / 立体規則性 / ステレオコンプレックス / 多孔性超薄膜 / 水晶発振子 / テンプレート重合

Research Abstract

まず、アイソタクチックポリメタクリル酸メチル(it-PMMA)とシンジオタクチックポリメタクリル酸(st-PMAA)からなるステレオコンプレックス超薄膜から片方の高分子を選択的に抽出することにより、重合の反応場となる多孔性超薄膜が調製可能かどうか検討した。1:2のユニット比をもつit-PMMA/st-PMAAステレオコンプレックス薄膜をアルカリ水溶液に浸した時の抽出挙動を水晶発振子(QCM)を用いて調べた結果、5分以内にst-PMAAの積層量に相当する重量減少が観察された。得られた超薄膜の赤外吸収スペクトルを測定したところ、st-PMAAに由来するカルボニル伸縮振動ピークが消失し、it-PMMAに由来する吸収ピークのみとなったことから、st-PMAAが選択的に薄膜から抽出されていることがわかった。この時、it-PMMAのピークはコンプレックス形成時の位置を保持しており、そのコンホメーションが保持されていることが示唆された。また、抽出前後での膜厚に変化がなかったことから、分子鎖レベルで構造規制された空孔をもつ超薄膜が形成されていると考えられる。このit-PMMA多孔性薄膜をst-PMAA溶液に浸すと飽和型の再取り込み挙動が観察された。一方、立体規則性の低いポリメタクリル酸(rr58%)はこの膜内に取り込まれなかったことから、ポリメタクリル酸の立体構造を識別し、ステレオコンプレックス形成を駆動力として取り込みが起こっていることが明らかになった。次に、QCM上に形成させた多孔性i-PMMA超薄膜を用いてメタクリル酸の重合を行った。この多孔性薄膜をメタクリル酸モノマー水溶液に浸した後、ラジカル開始剤を添加して重合を行ったところ、薄膜の重量増加ならびにFT-IRによるステレオコンプレックス形成が確認できた。重量増加の値から約80%のコンプレックス効率でステレオコンプレックスが形成されていることがわかった。今後、シリカコロイドを基板担体に用いて同様の操作により多孔性薄膜を作製し、これを用いてメタクリル酸のラジカル重合を行い、得られる生成物の立体現則性ならびに分子量を解析する計画である。