環境応答性高分子ゲルの膨潤・収縮の動力学

环境响应聚合物凝胶的膨胀和收缩动力学

• 批准号: 13750700
• 负责人: 後藤 健彦
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750700/
• 关键词: N-イソプロピルアクリルアミド; NN'-メチレンビスアクリルアミド; 感温性ゲル; 多孔質構造; 膨潤・収縮速度; 非等方的膨潤; 剪断応力; 変形; 感熱性ゲル; 伝熱速度; NN'-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド; 共重合

主モノマーのN-イソプロピルアクリルアミド濃度を2000mol/m^3、架橋剤のNN'-メチレンビスアクルスアミド濃度を20〜120mol/m^3で、ステンレスの金網を挟み込んで膨潤方向を厚さ方向のみに制限した平板状の多孔質感温性ゲルを合成し、非等方的な膨潤特性を検討した。また、空気中に静置して周囲に膨潤するための水が充分にない場合の多孔質ゲルの膨潤特性を検討した。また、両親媒性溶媒の添加によりNIAPMモノマーの溶解度を高めて、ポリマー濃度の高いゲルを合成しポリマー濃度が傍受特性に与える影響を検討した。1.多孔質ゲルの非等方的な膨潤多孔質ゲルは、均質なゲルと比較して、剪断応力が非常に小さいために、膨潤方向を制限しても、破壊せずに大きく変型しながら、制限を受けない方向に膨潤することが可能であることが明らかになった。また制限を受けない方向への膨潤度は、等方的な膨潤をしたゲルと比較して大きくなることがわかった。また、架橋剤濃度が高いゲル程、膨潤度変化は大きく、これは、平板状ゲルの場合膨潤度の低いゲル程、ゲル中心部にある支持体が、膨潤におよぼす制限の影響が大きくなるからであると考えられる。2.多孔質ゲルの空気中での膨潤転移温度以上の温水中で収縮した多孔質ゲルの表面の水分を除いて、室温に静置すると、架橋剤浸度の低いゲル程透明で、均質なゲルに近い状態を示すことが明らかになった。走査型電子顕微鏡を用いてゲルの内部構造を調べると、多孔質ゲルは、転移温度以上では数μmの微粒子の集合体と空隙から成る構造をしているが、周囲からの充分な水の供給が無い状態で、転移温度以下になって膨潤が可能になると、ゲルの空隙の水を吸収して膨潤し、空隙が消失することが分かった。この特異的な膨潤挙動は架橋剤濃度の低いゲル程顕著であった。これは、架橋剤濃度が低いゲルは空隙率が低くかつ変形が容易なためであると考えられる。3モノマー濃度が、膨潤特性に与える影響NIPAMモノマーの溶解度を高めるために、合成時に両親媒性の溶媒であるDMFをポリマーが感温性を失わない程度の濃度で添加し、NIPAMモノマーの溶解度を1350〜2500mol/m^3での範囲で変化させると、モノマー濃度の高いゲル程、膨潤度が高く、また膨潤速度が速くなることが分かった。

The concentration of the main N-type solution is 2000mol/m^3, the concentration of the bridging agent is 20 ~ 120mol/m^3, and the temperature sensitivity of the porous material in the form of a flat plate is studied. This paper discusses the swelling characteristics of porous materials in the case of standing still in air and sufficient water. The solubility of the solvent is high, and the concentration of the solvent is high. 1. Porous materials have different swelling properties. Porous materials have different swelling properties. The shear force is very small. The swelling direction is limited. The swelling direction is limited. The swelling direction is limited. In addition, the degree of swelling in the direction of the limit is equal to the degree of swelling in the square. The concentration of bridging agent is high, the swelling degree is high, the swelling degree is low, the swelling degree is low, the support is high, the swelling degree is low, and the influence of control is high. 2. The porous material expands in the air and shrinks in warm water above the transition temperature. The porous material surface moisture is removed, and at room temperature, the bridging agent is immersed in low temperature. The transparent and homogeneous state of the porous material is indicated. The internal structure of the electron microscope is modulated, the porosity is changed, the micro-particle aggregate of several microns and the void are formed above the transition temperature, the sufficient water supply is not in the middle state, the expansion is possible below the transition temperature, the water absorption of the void is expanded, and the void is disappeared. The specific swelling and bridging agent concentration is low. The bridge concentration is low, the void ratio is low, and the shape is easy. 3. The solubility of NIPAM is high, the solvent of NIPAM is hydrophilic, the concentration of DMF is high, the solubility of NIPAM is 1350 ~ 2500mol/m3, the range of NIPAM is high, the swelling rate is high, and the concentration of DMF is high.

项目成果

友竹 義明: "感温性多孔質ゲルの生成および膨潤・収縮特性に及ぼす合成条件の影響"高分子論文集. 59・1. 44-50 (2002)

Yoshiaki Tomotake：“合成条件对热敏多孔凝胶的形成和膨胀/收缩特性的影响”，高分子科学与技术杂志59・1（2002）。

友竹 義明: "感温性多孔質ゲル生成および膨潤収縮性に及ぼす合成条件の影響"高分子論文集. 59・1. 44-50 (2002)

Yoshiaki Tomotake：“合成条件对温度敏感的多孔凝胶形成和膨胀/收缩特性的影响”Polymer Journal 59・1（2002）。