イオン液体の固体化を利用した新規高分子微粒子創製法の確立とその応用

离子液体固化制备聚合物细颗粒新方法的建立及其应用

基本信息

批准号：
13J02282
负责人：
徳田真芳
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，新規な機能性材料として期待されているイオン液体ポリマー(PIL)の微粒子化及び複合化に関する基礎的知見の獲得を目指している。本年度は，還元型酸化グラフェン(rGO)を含有した汎用高分子微粒子の合成に関する検討を行った。rGOは機能性材料として期待されるグラフェンの代替材料であり，汎用高分子との複合化により更なる機能性微粒子の創製が期待できる。具体的には，rGOとイミダゾリウム系PIL間に働くπ電子相互作用を利用することで，汎用モノマー中にrGOを分散させる。その後，得られたrGOモノマー分散液を乳化剤水溶液中に添加し，超音波により分散滴を作製し，ミニエマルション重合によりrGO含有高分子微粒子の合成を行った。PILホモポリマーを用いた際，モノマーへの溶解性が低いためにrGO分散液を得られなかった。そこで，モノマーへの溶解性向上のためポリメタクリル酸メチル(PMMA)とのランダム共重合体を用いたところ， rGOはモノマー中に分散したものの，分散安定性に乏しかったため，rGOが粒子外にて析出した様子が観察された。モノマー滴内へのrGOの分散性をより向上させるために，両ポリマー成分を明確に区別したブロックポリマーを用い，同様の検討を行った。その結果，rGOは汎用モノマー中に長時間安定して分散し，そのミニエマルション重合を行ったところ，重合後には，エマルションは灰色を呈しており，100 nm程度の真球状粒子が得られた。さらに，粒子内におけるrGOの含有を確認するため，得られた粒子のアセトン処理前後のDLS測定を行ったところ，エマルションのピークが30 nm程度のピークに移動し，粒子内でのrGOの含有を示唆する結果が得られ，PILを有するブロックポリマーをrGOの分散安定剤として利用することで，rGO含有高分子微粒子の合成に成功した。

本研究旨在获得离子液体聚合物（PIL）微粒形成和复合形成的基础知识，离子液体聚合物有望成为一种新型功能材料。今年，我们研究了含有还原氧化石墨烯（rGO）的通用聚合物颗粒的合成。 rGO是石墨烯的替代材料，有望用作功能材料，并且预计通过将其与通用聚合物相结合，可以产生更多功能的细颗粒。具体来说，通过利用rGO和咪唑基PIL之间的π电子相互作用，将rGO分散在通用单体中。然后，将所得的rGO单体分散液添加至乳化剂水溶液中，利用超声波产生分散液滴，并通过微乳液聚合合成含有rGO的聚合物颗粒。当使用PIL均聚物时，rGO由于其在单体中的溶解度低而无法获得分散体。因此，当我们使用与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的无规共聚物来提高在单体中的溶解度时，rGO分散在单体中，但分散稳定性较差，因此观察到rGO分散在颗粒外部。为了进一步提高 rGO 在单体液滴中的分散性，使用两种聚合物组分清晰分离的嵌段聚合物进行了类似的研究。结果，rGO长期稳定地分散在通用单体中，进行细乳液聚合时，聚合后乳液呈灰色，得到尺寸约100nm的真球形颗粒。此外，为了确认颗粒中rGO的含量，对得到的颗粒在丙酮处理前后进行了DLS测量，乳液峰移动至约30 nm处的峰，表明颗粒中rGO的含量得到了提示性的结果，并使用嵌段聚合物与PIL作为rGO的分散稳定剂，成功合成了含rGO的聚合物颗粒。