エマルション界面膜を用いた新規な温度応答性粘度材料の創製

利用乳液界面膜制备新型温度响应型粘性材料

基本信息

批准号：
11J08379
负责人：
伊村くらら
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

合成して得た両親媒性化合物C18AAは、親水部のアミド基が分子間で水素結合することで、水中で直線的に伸長したミセルを形成した。さらに、C18AAミセルは、温度の上昇によって一部の分子間水素結が分断され、ミセル形態が紐状へと変化することが明らかとなった。そこでこの特異な分子間水素結合転移に着目し、ミセルパリセード層へ浸透するトルエンなどの一部の油性物質を可溶化し、同様の粘弾性制御を試みた。トルエンやクロロホルムなどの油性物質の可溶化にともない、ミセル同士の絡み合いが急激に増して溶液の粘弾性が著しく上昇した。FT-IRスペクトルの解析結果から、C18AAミセル中の分子間水素結合状態が可溶化分子の影響を受けて転移していたことが示された。紐状ミセルへの転移を、熱や添加物などの影響により分子間水素結合の変化から制御することに成功した。C18AA水溶液に油性物質をさらに添加して油水二相系とすることで、本課題の目的であるエマルションを用いたゲルネットワークの構築を試みた。水/C18AA/トルエン(トルエン相比55%)の水中油滴型エマルションでは、温度上昇により系の粘度が上昇することを見出した。添加物として電解質を加えていない系では、分子間水素結合転移の温度域で緩やかな粘度の上昇が起こり、連続相(水中)に存在するC18AAミセルの形態転移による粘度転移であると推測した。一方で、塩化リチウムなどの塩溶性の電解質を添加すると、ある特定の温度で系の粘度が急激に上昇し、ゾル状態からゲル状態へと転移した。C18AA濃度に依存してエマルションの粘度転移温度が変化したことから、連続相中のミセルの形態転移によるものとは異なった現象であると考えられた。C18AAの油水分配率をもとめたところ、塩化リチウムの添加は、連続相中のC18AAミセルが温度によって延伸する効果をもたらすことが明らかとなった。これにより、エマルション油滴と伸長したミセルが三次元のゲルネットワークを形成したと考えられる。エマルション界面膜との複合化を達成することで、水一相系では得られなかった応答温度を自在に制御する方法を確立できた。

合成的两亲性化合物C18AA由于亲水部分酰胺基之间的分子间氢键形成胶束，在水中线性延伸。此外，还发现，在C18AA胶束中，部分分子间氢键因温度升高而断裂，胶束形态变为线状。因此，我们关注这种独特的分子间氢键转变，溶解一些渗透胶束栅栏层的油性物质，例如甲苯，并尝试类似的粘弹性控制。随着甲苯、氯仿等油性物质的增溶，胶束的缠结迅速增加，溶液的粘弹性显着增加。 FT-IR光谱分析结果表明，C18AA胶束中分子间氢键状态在增溶分子的影响下发生了转变。我们通过在热和添加剂的影响下改变分子间氢键，成功地控制了向线状胶束的转变。通过在C18AA水溶液中进一步添加油性物质以形成油水两相体系，我们尝试使用乳液构建凝胶网络，这就是本项目的目的。我们发现，在水/C18AA/甲苯（甲苯相比55%）的水包油乳液中，体系的粘度随着温度的升高而增加。在不添加电解质作为添加剂的体系中，在分子间氢键转变的温度范围内，粘度逐渐增加，并且推测粘度转变是由于连续存在于C18AA胶束的形态转变所致。相（水）。另一方面，当加入氯化锂等盐溶性电解质时，在一定温度下体系粘度突然增大，体系由溶胶态转变为凝胶态。由于乳液的粘度转变温度根据C18AA浓度而变化，因此认为这种现象与连续相中胶束的形态转变不同。当测定C18AA的油/水分配比时，表明氯化锂的添加具有根据温度拉伸连续相中的C18AA胶束的效果。据认为，这导致乳液油滴和拉长的胶束形成三维凝胶网络。通过实现具有乳液界面膜的复合材料，我们能够建立一种自由控制响应温度的方法，这是单相水系统不可能实现的。