高単分散磁性ポリマー粒子の合成とその粒子配列制御への応用に関する研究

はじめに磁性ポリマー粒子の形態を制御するため、マグネタイト(Fe_3O_4)粒子とポリスチレンからなる磁性ポリマー粒子を種々の条件で合成した。重合開始剤には、重合pHにより生成ポリマーの表面電荷量を制御可能な弱電解質性の開始剤を用いた。マグネタイト粒子には予めシランカップリング剤で表面処理を施し、生成ポリマーとの親和性を高めた。重合は、マグネタイト合成条件と同じ1塩基性で行った。その結果、生成磁性ポリマー粒子の粒子形態は重合溶液のpHやイオン強度だけでなく、重合溶液に残留した磁性粒子のシランカップリング剤の量にも強く依存し、それらの諸因子を調整することにより生成磁性ポリマー粒子を球状化できることがわかった。こうした粒子形態制御技術は、磁性ポリマー粒子の配列化において粒子径制御とともに重要な要素技術になる。さらに磁性ポリマー粒子中の磁性粒子含有率を向上させるため、種々の磁性粒子添加量で同種の重合を行った。その結果、磁性粒子添加量の増大が必ずしも含有率増大につながる訳ではなく、過度の磁性粒子添加は重合系を不安定化し、逆に含有量を低下させることがわかった。これに対し、磁性粒子を適切量加えた重合系では、添加した磁性粒子のほぼ100%がポリマー粒子に取り込まれることがわかった。得られた磁性ポリマー粒子は磁気測定も行った。塩基性条件で合成した磁性ポリマー粒子は、酸性条件下で見られたようなマグネタイト粒子の酸化は起こらず、磁気特性を維持したままポリマー粒子に取り込まれることを確認した。

はじめに磁性ポリマー粒子の形態を制御するため、マグネタイト(Fe_3O_4)粒子とポリスチレンからなる磁性ポリマー粒子を種々の条件で合成した。重合開始剤には、重合pHにより生成ポリマーの表面電荷量を制御可能な弱電解質性の開始剤を用いた。マグネタイト粒子には予めシランカップリング剤で表面処理を施し、生成ポリマーとの親和性を高めた。重合は、マグネタイト合成条件と同じ1塩基性で行った。その結果、生成磁性ポリマー粒子の粒子形態は重合溶液のpHやイオン強度だけでなく、重合溶液に残留した磁性粒子のシランカップリング剤の量にも強く依存し、それらの諸因子を調整することにより生成磁性ポリマー粒子を球状化できることがわかった。こうした粒子形態制御技術は、磁性ポリマー粒子の配列化において粒子径制御とともに重要な要素技術になる。さらに磁性ポリマー粒子中の磁性粒子含有率を向上させるため、種々の磁性粒子添加量で同種の重合を行った。その結果、磁性粒子添加量の増大が必ずしも含有率増大につながる訳ではなく、過度の磁性粒子添加は重合系を不安定化し、逆に含有量を低下させることがわかった。これに対し、磁性粒子を適切量加えた重合系では、添加した磁性粒子のほぼ100%がポリマー粒子に取り込まれることがわかった。得られた磁性ポリマー粒子は磁気測定も行った。塩基性条件で合成した磁性ポリマー粒子は、酸性条件下で見られたようなマグネタイト粒子の酸化は起こらず、磁気特性を維持したままポリマー粒子に取り込まれることを確認した。