RAFTによる環境応答型イオン性両親媒性ブロックコポリマーの合成とその自己組織化

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カチオン性ポリマー鎖であるPDMCの重合度を60と一定に保ったまま疎水鎖の重合度を,8,25,50,75と変えた4種のポリマーを合成し,その水溶液の界面活性/不活性の検討を行った.純水系では,重合度8のポリマーは界面活性であるが,その他3種は,界面不活性であった.よって,疎水鎖は重合度20以上が界面不活性性発現の必須条件であることがわかった.また,水溶液中では,界面不活性性を示す3種のポリマーは,ミセル会合体を形成しているのに対し,界面活性なポリマーは,ミセル会合体を形成していなかったことから,鏡像電荷効果に加え,「ミセル形成」が界面不活性となる第2の要因であることが判明した.さらに,温度に応答して,界面不活性/界面活性の転移を示すことを昨年確認した,PNIPAmとカチオン性親水鎖からなるジブロックポリマーの転移温度に対するブロック鎖長と添加塩の影響を調査した.カチオン鎖とPNIPAm鎖の長さが同等の場合は,ホモポリマーと同様の結果が得られたが,カチオン鎖が長くなると,転移温度は上昇し,さらに長くなると,転移が起こりにくくなることが判明した.これは,PNIPAm鎖をカチオン鎖が取り囲んでしまうためと考えられる.また,PNIPAmホモポリマーと同様に,転移温度が塩の添加により低下することを確認することが出来た.さらに,添加塩の種類を様々に変えたところ,水の構造を破壊するいわゆる「構造破壊イオン」の性質が強いイオンほど転移温度の低下が大きいことが判明した.これは転移現象がPNIPAm鎖の水和構造とその変化によるものであることを示唆している.以上のように,PNIPAm鎖とイオン鎖からなるジブロックコポリマーは,温度により界面活性/不活性の転移を示すこと,その転移温度は,ブロック鎖長や塩の添加,そして添加する塩の種類により制御できることが明らかとなった.