刺激応答性高分子膜の合成とその応用

刺激响应性聚合物膜的合成及其应用

基本信息

批准号：
04650831
负责人：
野中敬正
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)をポリビニルアルコール(PVA)にグラフトした共重合体から膜を製造し、その膜の感温性および物質透過性におよぼす温度の影響などについて検討した。ジメチルスルホキシド(DMSO)中のPVAにNIPAAmを加えて開始剤として過硫酸カリウムを用いて40℃、20時間重合することによりPVA-g-NIPAAmを収率よく合成できた。この共重合体のDMSO溶液からシャーレ中で溶媒を蒸発させることにより膜を得た。この膜を120℃で8時間熱処理して水不溶性膜を得た。PVA-g-NIPAAmの転移温度を示差走差熱量計により測定した結果、p-NIPAAmと同じく約34℃であった。PVA-g-NIPAAmの水中での膨潤度は転移温度以上で急激に低下することが認められた。これらの膜によるアルカリ金属イオンの透過速度を検討した結果、転移温度までは上昇したが、それ以上では急激に減少した。また分子量の異なるエチレングリコールの透過を温度を変えて検討した。温度を変えることにより分子量の異なるものの透過をコントロールすることができた。なお分子量20000のポリエチレングリコールはいずれの温度でも透過しなかった。(2)フォトクロミック分子としてスピロピラン(SP)誘導体を用いこれをテトラエチレングリコールジメタクリラート、ドデシルメタクリラート、およびヒドロキシエチルメタクリラートからなる三元共重合体(GDH)にドープあるいは共重合体させて得られた高分子膜の光感応性について検討した。SPは高分子膜中でも溶液中と同様の光異性化を行うことが認められた。これらの膜を二室型セルの中央に固定化し、UV照射側セルおよび未照射側セルの塩濃度の異なる場合は勿論、等濃度の系においてもUV照射により膜電位が発生することが認められた。この膜電位発生機構を種々の実験を行って検討した。

(1)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)接枝聚乙烯醇(PVA)的共聚物制备膜，研究温度对膜的温度敏感性和材料渗透性的影响。通过将NIPAAm添加到二甲基亚砜(DMSO)中的PVA中并使用过硫酸钾作为引发剂在40℃下聚合20小时，以良好的产率合成了PVA-g-NIPAAm。通过在培养皿中从该共聚物的DMSO溶液中蒸发溶剂获得膜。将该膜在120℃下热处理8小时，得到水不溶性膜。使用差示扫描量热计测量PVA-g-NIPAAm的转变温度，发现约为34℃，与p-NIPAAm的转变温度相同。据观察，PVA-g-NIPAAm 在水中的溶胀度在转变温度以上迅速降低。作为检查碱金属离子通过这些膜的渗透速率的结果，发现尽管其在达到转变温度时增加，但在该温度之上它迅速下降。我们还通过改变温度研究了不同分子量的乙二醇的渗透。通过改变温度，我们能够控制不同分子量物质的渗透。注意，分子量为20,000的聚乙二醇在任何温度下都不会渗透。 (2)使用螺吡喃(SP)衍生物作为光致变色分子，并与由二甲基丙烯酸四乙二醇酯、甲基丙烯酸十二烷基酯和甲基丙烯酸羟乙酯组成的三元共聚物(GDH)掺杂或共聚，研究了所得聚合物膜的光敏性。据观察，SP 在聚合物膜和溶液中都会发生光致异构化。这些膜被固定在两室细胞的中心，并且观察到，不仅当紫外线照射的细胞和未照射的细胞的盐浓度不同时，而且在有紫外线照射的系统中也会产生膜电位。等浓度。我们通过各种实验研究了这种膜电位的产生机制。