刺激誘起相転移変形する高分子ゲル

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平成2年度・3年度には、種々の刺激受容官能基をもつポリ(N-イソプロピルアミド)(PNIPAM)水溶液が、金属イオン、アンモニウムイオン、プワトンの添加あるいは酵化1還元反応により相分離応答することを報告した。本年度は、これらの高分子をゲル化し金属イオンあるいはアンモニウムイオンによる変形応答変動を検討した。高分子ゲルは、流動パラフィン中で懸演重合することにより直径100-200umサイズのものを作製し用いた。ベンゾ〔18〕クラウン-6をもつPNIPAMゲルは、金属イオン無添加の場合、28.4℃において相転移変形した。カリウムイオンを添加すると相転移変形する温度は上昇し、0.05MのK_2SO_4を添加すると33℃にまで上昇した。この相転移温度の上昇はカリウムイオンに特異的で、他へイオン、ナトリウム、リチウム、セシウムを添加した様には認められなかった。同じ組成のPNIPAM水溶液の場合にはナトリウムイオン添加により相分性温度の上昇が認められており、ゲル化により応答変動に差があらわれた。クラウンエーテルをもつPNIPANゲルは、ヒ-ブチル、プロビル、フェニルアンモニウムイオンの添加により相転移変形する温度が下降した。下降の程度は、ヒ-ブチル、プロピルアンチニウムイオに比べ、フェニルアンチニウムイオンで顕著であった。これは高分子水溶液の相分離変動とよく対応している。これらの高分子ゲルは、それぞれ31℃あるいは26℃に固定してカリウムイオンあるいはフォニルアンモニウムイオンを添加すると、それに応答して体積膨潤、収縮を示し、目的である刺激応答相転移変形するゲルを得ることができた。