超臨界二酸化炭素中での酵素の特異反応を用いた機能性高分子材料の開発

利用超临界二氧化碳中的特定酶反应开发功能性高分子材料

基本信息

批准号：
13750706
负责人：
松山清
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Fukuoka 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

项目摘要

超臨界二酸化炭素中で界面活性剤として機能することが知られている高価なフッ素・シロキサン系界面活性剤を用いることなく、アクリル酸系モノマーの超臨界二酸化炭素中での分子集合特性を利用することで、安価で工業的にも利用可能な高分子微粒子の製造に成功することができた。さらに、得られた高分子微粒子の利用方法として粉体塗装への適用性について検討したところ、数10μmオーダーの均一な高分子薄膜を形成可能であることがわかった。また、アクリル酸系モノマーの超臨界二酸化炭素中での分子構造についても、分光学的手法(UV, FT-IR)を用いて解明を試みたところ、アクリル酸などに含まれるカルボキシル基と二酸化炭素の相互作用により、超臨界二酸化炭素中で擬分子集合体が形成されていることがわかった。このような現象を利用することにより、界面活性剤を用いることなく、高分子微粒子が重合可能であることがわかった。また、これらの重合過程において、重合開始剤濃度、操作圧力、温度、仕込モノマー濃度を制御することで、生成される高分子微粒子の分子量が制御可能であることがわかった。さらに、超臨界二酸化炭素中における高分子重合および分子集合体の生成過程で、圧力、温度、組成などの巨視的な操作因子を制御することで、超臨界流体から析出する高分子とナノオーダーの無機粒子の有機-無機ナノコンポジットの試作できることがわかった。生成した有機-無機複合材料は、トナーや画像デバイスへの応用が可能であることがわかった。

利用丙烯酸单体在超临界二氧化碳中的分子组装特性，而不使用昂贵的氟/硅氧烷表面活性剂（已知氟/硅氧烷表面活性剂在超临界二氧化碳中充当表面活性剂），因此我们能够成功生产廉价的、工业上可用的聚合物颗粒。此外，我们研究了所获得的聚合物颗粒在粉末涂料中的适用性，结果发现可以形成几十微米量级的均匀聚合物薄膜。我们还尝试利用光谱方法（UV、FT-IR）阐明丙烯酸单体在超临界二氧化碳中的分子结构，发现丙烯酸中所含的羧基与二氧化碳在超临界状态下形成了假分子组装体。由于相互作用而产生二氧化碳。已发现，通过利用这种现象，可以在不使用表面活性剂的情况下聚合聚合物细颗粒。此外，已经发现，在这些聚合方法中，可以通过控制聚合引发剂浓度、操作压力、温度和单体浓度来控制所产生的聚合物细颗粒的分子量。此外，通过控制聚合过程中的压力、温度和组成等宏观操作因素以及超临界二氧化碳中分子组装体的形成，我们发现能够控制压力、温度和组成等宏观操作因素。可以制作无机颗粒的有机-无机纳米复合材料原型。发现所得有机-无机复合材料适用于调色剂和成像装置。