低分子量フルオロカーボンの乳化・可溶化および機能付与

フルオロカーボンは、炭化水素の水素原子をフッ素原子で置換した化合物であり、とくに低分子量のものは炭化水素系化合物では発現できない機能を有し、「人工血液」に代表される次世代の高機能性材料などさまざまな分野で研究が行われている。そしてこれらの物質は、ごく少量が基質表面に吸着して薄膜を形成したり、微細粒子となるような「希薄溶液・分散系」で機能を発現する。しかし、フルオロカーボンを希釈できる溶剤は、その種類が乏しく、かつ経済・安全性に問題があり実用的ではない。ゆえにこの機能化のためには界面活性剤を用いて乳化・可溶化を行い水中に分散させるのが最適である。しかしながら、フルオロカーボンは水、油脂にきわめて難溶であり、また経験に頼る方法で乳化の調製が行われているため、系統的な理解困難とされていた。今年度は昨年度に引き続き、水/界面活性剤/フルオロカーボン系状態図を作成し、各成分の溶存状態を調査した。その結果、代替フロンとして知られる物質を系に添加することで、水とフルオロカーボンの相溶性が向上し、可溶化に有効であるとの知見を得た。これは代替フロンがコソルベントとして機能していると思われる。そしてこの系において可溶化系のモデルとなるマイクロエマルション形成に成功した。本研究で調製されたマイクロエマルションは、炭化水素系のマイクロエマルションと同様の相挙動を示し、温度・組成等の形成条件も類似することがわかった。このフルオロカーボン可溶化系は、医薬品、塗料、化粧品等の機能性製品中に多用されている「フッ素樹脂」を容易に溶解除去できることがわかった。本研究の一部を、第34回洗浄に関するシンポジウム(日本油化学会)で「シリコーン、フルオロカーボン乳化系の洗浄特性」という題で発表した。

フルオロカーボンは、炭化水素の水素原子をフッ素原子で置換した化合物であり、とくに低分子量のものは炭化水素系化合物では発現できない機能を有し、「人工血液」に代表される次世代の高機能性材料などさまざまな分野で研究が行われている。そしてこれらの物質は、ごく少量が基質表面に吸着して薄膜を形成したり、微細粒子となるような「希薄溶液・分散系」で機能を発現する。しかし、フルオロカーボンを希釈できる溶剤は、その種類が乏しく、かつ経済・安全性に問題があり実用的ではない。ゆえにこの機能化のためには界面活性剤を用いて乳化・可溶化を行い水中に分散させるのが最適である。しかしながら、フルオロカーボンは水、油脂にきわめて難溶であり、また経験に頼る方法で乳化の調製が行われているため、系統的な理解困難とされていた。今年度は昨年度に引き続き、水/界面活性剤/フルオロカーボン系状態図を作成し、各成分の溶存状態を調査した。その結果、代替フロンとして知られる物質を系に添加することで、水とフルオロカーボンの相溶性が向上し、可溶化に有効であるとの知見を得た。これは代替フロンがコソルベントとして機能していると思われる。そしてこの系において可溶化系のモデルとなるマイクロエマルション形成に成功した。本研究で調製されたマイクロエマルションは、炭化水素系のマイクロエマルションと同様の相挙動を示し、温度・組成等の形成条件も類似することがわかった。このフルオロカーボン可溶化系は、医薬品、塗料、化粧品等の機能性製品中に多用されている「フッ素樹脂」を容易に溶解除去できることがわかった。本研究の一部を、第34回洗浄に関するシンポジウム(日本油化学会)で「シリコーン、フルオロカーボン乳化系の洗浄特性」という題で発表した。