JP2002194116A - 熱応答性高分子膜 - Google Patents
熱応答性高分子膜Info
- Publication number
- JP2002194116A JP2002194116A JP2000395074A JP2000395074A JP2002194116A JP 2002194116 A JP2002194116 A JP 2002194116A JP 2000395074 A JP2000395074 A JP 2000395074A JP 2000395074 A JP2000395074 A JP 2000395074A JP 2002194116 A JP2002194116 A JP 2002194116A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- lpei
- phase transition
- polymer film
- polyethyloxazoline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
変えることのできる熱応答性高分子膜を提供すること。 【解決手段】 モノマー組成において、ポリエチルオキ
サゾリンが0〜100モル%、そして、直鎖ポリエチレ
ンイミンが100〜0モル%である、ポリエチルオキサ
ゾリンと直鎖ポリエチレンイミンとの共重合体を架橋成
膜してなる熱応答性高分子膜。 【効果】 色々な相転移温度をもった多種の、経口長期
毒性等の毒性が小さい熱応答性高分子膜を簡単に得られ
るので、幅広い用途に応じることができる。
Description
ゾリンと直鎖ポリエチレンイミンとの共重合体を架橋成
膜してなる熱応答性高分子膜に関し、さらに詳細には、
モノマー組成において、ポリエチルオキサゾリンが0〜
100モル%、そして、直鎖ポリエチレンイミンが10
0〜0モル%である、ポリエチルオキサゾリンと直鎖ポ
リエチレンイミンとの共重合体を架橋成膜してなる熱応
答性高分子膜に関するものである。
て、N−置換(メタ)アクリルアミドゲルやN−置換
(メタ)アクリルアミドゲル膜が知られている。さら
に、N−イソプロピルアクリルアミドの重合体である主
鎖と水に不溶性である側鎖とからなるグラフトコポリマ
ーを主成分とする、熱応答性高分子ゲル及び熱応答性高
分子ゲル膜が、温度の変化により異なる膨潤度を示すの
で、生体適合材料、機能性分離膜、イオン透過膜、人工
筋肉、人工眼、ドラッグデリバリーシステム、メカノケ
ミカル材料、センサー、スイッチ、記憶素子、イオン交
換樹脂等の吸水性材料に利用できることも知られている
(特開平06−157689号公報参照)。
タ)アクリルアミドゲルは、経口長期毒性等の毒性が強
いため、使い方が著しく制限されるという欠陥がある。
また、N−置換(メタ)アクリルアミドゲルやN−置換
(メタ)アクリルアミドゲル膜の相転移温度は狭い範囲
に限られるため、用途が限られてくる。相転移温度を簡
単に変えて、種々の相転移温度のものを調製できれば、
応用の幅が格段に広くなる。そこで本発明の課題は、経
口長期毒性等の毒性が小さくて、かつ、相転移温度を簡
単に変えることのできる熱応答性高分子膜を提供するこ
とである。
を解決すべく種々研究の結果、モノマー組成において、
ポリエチルオキサゾリンが0〜100モル%、そして、
直鎖ポリエチレンイミンが100〜0モル%であるポリ
エチルオキサゾリンと直鎖ポリエチレンイミンとの共重
合体を、架橋成膜してなる熱応答性高分子膜が、経口長
期毒性等の毒性が小さくて、かつ、広い範囲にわたり異
なる相転移温度を有することを見出し、本発明を完成す
るに至った。エチレンイミンモノマーの経口長期毒性等
の毒性も、N−置換(メタ)アクリルアミドモノマーの
経口長期毒性等の毒性よりも十分有意に小さい。その上
一般に、モノマーよりもポリマーにすることによって毒
性が低下するが、N−置換(メタ)アクリルアミドポリ
マー調製後のモノマー除去が大変であるところ、本発明
の場合、ポリエチルオキサゾリンと直鎖ポリエチレンイ
ミンとの共重合体をポリエチルオキサゾリンの酸加水分
解により得ると、さらに毒性は低下する。
等は、ポリエチルオキサゾリン(以下、「PEOX」と
いう。)は、下限臨界溶解温度(以下、「LCST」と
いう。)を有する(低温で水可溶性、高温で水不溶性を
示す)が、それを酸加水分解することによって得られる
直鎖ポリエチレンイミン(以下、「LPEI」とい
う。)は、上限臨界溶解温度(以下、「UCST」)と
いう。)を有する (低温で水不溶性、高温で水可溶性
を示す)ことをつきとめた。ここに「水可溶性」はま
た、「水膨潤性」と言いかえることもできる。
響を調べたところ、例えば、架橋剤としてエチレングリ
コールジグリシジルエーテル(EGDGE)及びN,
N’−メチレンビスアクリルアミド(MBAM)を用い
てキャスト法によりLPEI及びPEOX膜を調製し、
EGDGEによるLPEI及びPEOX膜をそれぞれ、
LE、PEとして表し、MBAMによるLPEI及びP
EOX膜をそれぞれ、LM、PMとして表し、純水中
(pH9、pH13)におけるLE膜、LM膜の透過率
変化から熱応答性をみると、UCSTは、pH9におい
て、LE膜が49℃、LM膜が53℃、そしてpH13
において、LE膜が58℃、LM膜が63℃であって、
相転移温度のさらなる多様性がもたらされることもわか
った。
液物性を、13C−NMRスペクトル測定、動的光散乱
(DLS)、静的光散乱(SLS)、粘度測定、コロイ
ド滴定、電気泳動光散乱により検討した。また、透過率
測定により、熱応答性の検討を行った。溶液の温度変化
をさせて透過率を測定すると、各種共重合体の溶解性つ
まり熱応答性がわかる。
ほぼ同様の化学構造を有する分岐型ポリエチレンイミン
(BPEI、1級アミン基、2級アミン基、3級アミン
基を1:2:1の比率で有する)、3級アミン基を有す
るポリ(N−メチル)エチレンイミン及び1級アミン基
のみを有するポリアリルアミンは、測定温度領域におい
て熱応答性を示さなかった。そこで、2級アミン基が熱
応答性の発現に影響を与えていると考え、LPEIとP
EOXとの共重合体を調製し、その熱応答性を追究し
た。すなわち、種々の組成のLPEI/PEOX共重合
体の熱応答性について検討した結果、広い温度範囲にお
いてLCST及びUCSTを有する熱応答性高分子を調
製することができた。
濃塩酸76gを加え、100℃で24時間還流した。蒸
留水100ccを添加した後、蒸留を行い未反応の塩酸
や生成されたプロピオン酸を除去した。水酸化ナトリウ
ムを加え中和することにより、LPEIの析出を行っ
た。析出されたLPEIを吸引ろ過、アセトン洗浄した
後、70℃、72時間減圧乾燥を行った。形成されたL
PEIの同定は、13C−NMRスペクトルの測定で行っ
た。出発PEOXと生成LPEIのクロロホルム溶媒中
での13C−NMRスペクトル測定の結果、出発PEOX
では主鎖中のCに帰属するピーク及び側鎖のCH3、C
H2、C=Oに帰属するピークが確認されたのに対し
て、生成LPEIでは主鎖中のCに帰属するピークのみ
が確認された。
工業社製)のpH9、10での温度変化に対する透過率
変化を測定したところ、低温では温度の上昇に伴い溶液
の濁りに変化が現れず、65℃において溶液に濁りが生
じ、水不溶性となった。つまりPEOXは、65℃にL
CSTをもつ熱応答性高分子である。分子量変化に関し
ては、分子量の増加に対して相転移温度は減少する傾向
がみられ、pH変化に関しては、依存性が確認されなか
った。また、分子量2.3x104g/molのLPE
IのpH7〜10での温度変化に対する透過率変化を測
定したところ、pH10、9でそれぞれ60、55℃に
おいて溶液に濁りが生じ、水不溶性となった。そしてL
PEIは、UCSTをもつ熱応答性高分子であることが
わかった。pH8以下では、UCSTは現れなかった。
また相転移温度は、試料の分子量に依存せず一定値を示
した。なお、透過率が50%以上(又は、50%以下)
となったときの温度を相転移温度とした。
マーを24%有する試料をLPEI24とし、平均重合
度500のPEOX(日本触媒工業社製)から、LPE
I24、LPEI46、LPEI69、LPEI81、
LPEI93、LPEIを調製した。PEOX、LPE
I24及びLPEI46は、LCSTを示した。LPE
I69は、相転移を示さなかった。LPEI81、LP
EI93及びLPEIは、UCSTを示した。結果を表
1に示す。
(EGDGE)及びN,N’−メチレンビスアクリルア
ミド(MBAM)を用いてキャスト法によりLPEI及
びPEOX膜を調製した。EGDGEによるLPEI及
びPEOX膜をそれぞれ、LE、PEとして表し、MB
AMによるLPEI及びPEOX膜をそれぞれ、LM、
PMとして表す。純水中(pH9、pH13)における
LE膜、LM膜の透過率変化から熱応答性を検討したと
ころ、UCSTは、pH9において、LE膜が49℃、
LM膜が53℃、そしてpH13において、LE膜が5
8℃、LM膜が63℃であった。
LE膜(厚み69.6μm)の、温度(℃)と透過率
(%)との関係図である。横軸は温度(℃)を表し、縦
軸は透過率(%)を表す。図1から、LPEI溶液につ
いては55℃に極めてはっきりした相転移点がみられ
る。また、LE膜(厚み69.6μm)については、相
転移はやや連続的でなだらかな温度曲線に沿って起こ
る。しかしながら、各種用途の吸水性材料として適用す
るために必要な「相転移温度」という観点からして、温
度曲線のこの程度のなだらかさは、十分に「急峻」なも
のであるといえる。いいかえると、本発明の膜は、各種
用途の吸水性材料として満足に適用できることが実証さ
れたわけである。
応答性を示さなかったが、LE膜(厚み69.6μm)
は、pH8の純水中においても熱応答性を示した。
ポリエチルオキサゾリンと直鎖ポリエチレンイミンとの
共重合体について、熱応答性を持った種々の架橋成膜を
調製することができる。
った多種の、経口長期毒性等の毒性が小さい熱応答性高
分子膜を簡単に得られるので、幅広い用途に応じること
ができる。
m)の、温度(℃)と透過率(%)との関係図。
Claims (4)
- 【請求項1】 モノマー組成において、ポリエチルオキ
サゾリンが0〜100モル%、そして、直鎖ポリエチレ
ンイミンが100〜0モル%である、ポリエチルオキサ
ゾリンと直鎖ポリエチレンイミンとの共重合体を架橋成
膜してなることを特徴とする熱応答性高分子膜。 - 【請求項2】 ポリエチルオキサゾリンと直鎖ポリエチ
レンイミンとの共重合体が、ポリエチルオキサゾリンの
酸加水分解により得られたものである請求項1に記載の
熱応答性高分子膜。 - 【請求項3】 エチレングリコールジグリシジルエーテ
ル(EGDGE)及びN,N’−メチレンビスアクリル
アミド(MBAM)からなる群から選択された架橋剤を
用いる、請求項1又は2に記載の熱応答性高分子膜。 - 【請求項4】 キャスト法により成膜する、請求項1〜
3のいずれか1項に記載の熱応答性高分子膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000395074A JP3557394B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 熱応答性高分子膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000395074A JP3557394B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 熱応答性高分子膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002194116A true JP2002194116A (ja) | 2002-07-10 |
JP3557394B2 JP3557394B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=18860596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000395074A Expired - Fee Related JP3557394B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 熱応答性高分子膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3557394B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1400555A1 (en) * | 2002-09-17 | 2004-03-24 | Kawamura Institute Of Chemical Research | Water-soluble block copolymer and production method therefor |
JP2010517762A (ja) * | 2007-02-05 | 2010-05-27 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | 修飾ポリアミド膜 |
CN114957656A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-08-30 | 济南大学 | 一种兼具lcst及ucst的多刺激响应性荧光聚乙烯亚胺的制备方法 |
-
2000
- 2000-12-26 JP JP2000395074A patent/JP3557394B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1400555A1 (en) * | 2002-09-17 | 2004-03-24 | Kawamura Institute Of Chemical Research | Water-soluble block copolymer and production method therefor |
US6960644B2 (en) * | 2002-09-17 | 2005-11-01 | Kawamura Institute Of Chemical Research | Water-soluble block copolymer and production method therefor |
JP2010517762A (ja) * | 2007-02-05 | 2010-05-27 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | 修飾ポリアミド膜 |
CN114957656A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-08-30 | 济南大学 | 一种兼具lcst及ucst的多刺激响应性荧光聚乙烯亚胺的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3557394B2 (ja) | 2004-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ju et al. | pH/temperature‐responsive semi‐IPN hydrogels composed of alginate and poly (N‐isopropylacrylamide) | |
Li et al. | Self‐assembly of thermo‐and pH‐responsive poly (acrylic acid)‐b‐poly (N‐isopropylacrylamide) micelles for drug delivery | |
Roy et al. | pH responsive polymers with amino acids in the side chains and their potential applications | |
US4890911A (en) | Contact lens and the method of manufacturing thereof | |
Kiuchi et al. | Preparation and characterization of poly (ethylene glycol) crosslinked chitosan films | |
Yu et al. | Amphiphilic thermosensitive N-isopropylacrylamide terpolymer hydrogels prepared by micellar polymerization in aqueous media | |
Yin et al. | Synthesis, characterization, mechanical properties and biocompatibility of interpenetrating polymer network–super‐porous hydrogel containing sodium alginate | |
US4898908A (en) | Anionic polymer hydrogels and a process for making the same | |
Sabaa et al. | Crosslinked poly (vinyl alcohol)/carboxymethyl chitosan hydrogels for removal of metal ions and dyestuff from aqueous solutions | |
Zhang et al. | Temperature‐sensitive polyamidoamine dendrimer/poly (N‐isopropylacrylamide) hydrogels with improved responsive properties | |
Yoo et al. | Effect of polymer complex formation on the cloud-point of poly (N-isopropylacrylamide)(PNIPAAm) in the poly (NIPAAm-co-acrylic acid): polyelectrolyte complex between poly (acrylic acid) and poly (L-lysine) | |
Ahn et al. | Novel mucoadhesive polymer prepared by template polymerization of acrylic acid in the presence of silk sericin | |
Kim et al. | Swelling characterization of the semiinterpenetrating polymer network hydrogels composed of chitosan and poly (diallyldimethylammonium chloride) | |
Chen et al. | Novel pH, ion sensitive polyampholyte gels based on carboxymethyl chitosan and gelatin | |
EP0780419A1 (en) | Multi-functional site containing polymers, and applications thereof | |
Nge et al. | Swelling behavior of chitosan/poly (acrylic acid) complex | |
Luo et al. | Utilization of L-serinyl derivate to preparing triple stimuli-responsive hydrogels for controlled drug delivery | |
Salehi et al. | Synthesis and characterization of thermosensitive and pH‐sensitive poly (N‐isopropylacrylamide‐acrylamide‐vinylpyrrolidone) for use in controlled release of naltrexone | |
Lee et al. | pH and thermo‐responsive poly (N‐isopropylacrylamide) copolymer grafted to poly (ethylene glycol) | |
JP2002194116A (ja) | 熱応答性高分子膜 | |
Dutta et al. | Improved swelling–deswelling behavior of poly (N‐isopropyl acrylamide) gels with poly (N, N′‐dimethyl aminoethyl methacrylate) grafts | |
CN105418861A (zh) | 一种基于聚氨基酸分子交联水凝胶及其制备方法 | |
Abashzadeh et al. | Novel physical hydrogels composed of opened‐ring poly (vinyl pyrrolidone) and chitosan derivatives: Preparation and characterization | |
Shin et al. | Characterization of hydrogels based on chitosan and copolymer of poly (dimethylsiloxane) and poly (vinyl alcohol) | |
Mohamed et al. | Swelling behavior of cross-linked terephthaloyl thiourea carboxymethyl chitosan hydrogels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040227 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040406 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040430 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040517 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090521 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |