イオン感応性ケミカル・バイメタルの開発

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(1)ペラルゴン酸、フタル酸ジオクチル(DOP)およびポリ塩代ビニ-ル(PVC)よりなる感応膜とポリエステルフィルムを用いたアルカリに応答するケミカル・バイメタルを用いて材質、組成、膜厚、製作法などの基礎検討を行った。この結果、ペラルゴン酸が15%、DOPが35%、PVCが50%の感応膜をポリエステルフィルム上にキャスティングで作成し、その後150℃で15秒間ホットプレスして作成したケミカル・バイメタルが、感度と再現性が良かった。また、炭酸ナトルウム溶液に対する応答性は、0.0025Nから50.015Nの間で直線的に応答した。(2)長鎖アルキル基を持ったキレ-ト試薬であるKELEX100が20%、DOPが30%、PVCが50%のケミカル・バイメタルを作成した。銅イオンに対する応答性は0.2mMの濃度までは応答がなく、その後は1mMまで良好な応答性を示した。また、各種の金属イオンについて妨害を検討した結果、Ni(II)、Fe(III)、Al(III)、Cd(II)は妨害しなかった。Zn(II)は10%妨害した。Co(II)は測定時間が3時間では50%、24時間では120%の妨害を与えた。(3)エチレソ-アクリル酸共重合体は塩基性ではカルボキシレ-トに解離して分子鎖は広がるが、酸性溶液では、非解離のカルボキシル基になり、分子鎖は収縮するという現象を起こす。この現象をケミカル・バイメタルに応用いた。このケミカル・バイメタルは上記の2つのケミカル・バイメタルと異なり、可逆性があるため、酸に漬けて湾曲させた後、アリカリに漬けると真っ直ぐに戻った。しかし、長時間アルカリに浸漬しておくと未ケン化のアクリル酸エチル単位がさらに加水分解を受けるため、反対側に湾曲を起こした。このため、長期の耐用性を有するケミカル・バイメタルを作成するには、完全に加水分解をする必要があることがわかった。