自律応答性グラフト鎖を有する可変物性微粒子の合成と有機物の水相吸着分離

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N-イソプロピルアクリルアミドモノマー(感温性高分子のモノマー)を真空下でシリカゲル粒子に含浸させた。本粒子間隙に残留するモノマー溶液を吸引濾過し、モノマーを細孔内に含浸した粒子を調製した。この粒子に2.5kGy/hのγ線を24時間照射し、感温性高分子を粒子にグラフト重合により固定した。感温性高分子をグラフトした粒子の表面特性を、疎水性有機分子の吸着特性から評価した。種々の温度におけるフェノール、安息香酸、アニリン(それぞれ中性、酸性、塩基性の疎水性有機分子のモデル)の吸着量を紫外分光光度計により測定した。その結果、感温性ポリマーが脱水和により疎水化すると疎水性有機分子を吸着し、水和により親水化すると疎水性有機分子を脱着することが分かった。グラフト鎖を有するゲル粒子をガラスカラムに充填したクロマトグラフを構築した。この際、ガラスカラムは全体を恒温水槽中に投入し温度制御した。溶離液として蒸留水のみを用い、定量ポンプを用いてカラム内に導入した。所定濃度の疎水性有機分子をカラム内にパルス状に注入し、保持時間を測定した。感温性高分子のグラフト鎖を有する粒子を用いることによって、温度制御のみで疎水性有機分子の分離が可能であると分かった。疎水性有機分子の分子構造と保持時間の相関性、保持時間に及ぼす操作条件(温度、カラム長さ、流速、ゲル粒子径、グラフト鎖の長さ、ゲル粒子の面積あたりのグラフト鎖占有率)の影響を明らかにした。