JP2010159336A - 熱応答性高分子ゲルおよび熱応答性高分子ゲルフィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱刺激によって、質量が、300秒以内に最大含水状態から当該最大含水状態の20%以下まで減少するか、熱刺激の前後での表面の水滴接触角差が、20°以上である熱応答性高分子ゲル、および当該熱応答性高分子ゲルをフィルム状に形成してなる熱応答性高分子ゲルフィルム。
【選択図】図1
Description
本実施形態に係る熱応答性高分子ゲルは、
(1)熱刺激によって、質量が、300秒以内に最大含水状態から当該最大含水状態の20%以下まで減少、好ましくは300秒以内に15%以下まで減少又は100秒以内に20%以下まで減少するか、
(2)熱刺激の前後での表面の水滴接触角差が、20°以上、好ましくは30°以上、さらに好ましくは40°以上である
ものである。
(1)ポリマー(A)の合成
α−シクロデキストリン(ナカライテスク社製)5gをジメチルホルムアミド50mlに溶解させ、この溶液にトリレン2,4−ジイソシアネート末端ポリプロピレングリコール(Aldrich社製,Mn:1,000)3.4gと、錫触媒であるジブチル錫ジラウレート(東京化成社製)200mgとを加え、一晩室温で攪拌した。
ポリエチレングリコール(和光純薬工業社製,Mn:1000)5gを塩化メチレン50mlに溶解させ、この溶液に3,5−ジメチルフェニルイソシアネート(Aldrich社製)1.6gと、錫触媒であるジブチル錫ジラウレート(東京化成社製)200mgとを加え、一晩室温で攪拌した。
ポリマー(A)300mgを0.4wt%の水酸化ナトリウム水溶液1mlに溶解させ、この溶液に直鎖状分子(B)112mgを加え、機械的に攪拌しながら超音波照射(35Hz)を300秒行ったところ、溶液が白濁し、粘性が上昇した。このような粘度上昇した白濁物は、ポリマー(A)の環状分子が直鎖状分子(B)を包接してなる高分子架橋前駆体(C)であると考えられる。
高分子架橋前駆体(C)と考えられる上記白濁物に、熱応答性成分(D)としてN−イソプロピルアクリルアミド2.0gを加え、均一になるまで攪拌した。次いで、光重合開始剤である1−ヒドロキシ-シクロヘキシル−フェニル−ケトン及びベンゾフェノンの1:1共融混合物(チバスペシャリティーケミカルズ社製,IRUGACURE 500)40μlを加え、撹拌後、真空ポンプにて脱気を行った。その後、上記操作により得られた混合溶液を、図5に示すように、ガラス板上のシリコーンゴム製型(厚さ1mm)の内側に流し込み、空気が入らない様にガラス板で蓋をし、紫外線を3分間照射(照射条件:照度3.0mW/cm2,光量300mJ/cm2)することにより、ゲル状のフィルムを得た。
実施例1におけるポリマー(A)の替わりにポリエチレングリコールジアクリレート44mg(架橋剤に該当)を使用する以外、実施例1と同様にして熱応答性高分子架橋体フィルム(厚さ:1.0mm,非延伸)を作製した。さらに、該熱応答性高分子架橋体フィルムに対して、室温下(23℃)、水分含有量が20質量%になるように水分を含有させることにより、透明な熱応答性高分子ゲルフィルムを得た。
実施例および比較例で得られた熱応答性高分子ゲルフィルムを水に浸漬し、30分間での膨潤度の変化が5%以下になったのを確認し、水温を昇温速度1℃/minで室温から50℃まで上昇させた。そのとき、各温度での熱応答性高分子架橋体フィルムの質量を測定し、膨潤率を算出した。
膨潤率[%]={(Wswell−Wdry)/Wdry}×100
これにより得られた温度と膨潤率との関係を図3のグラフに示す。
実施例および比較例で得られた熱応答性高分子ゲルフィルム(室温:23℃)を50℃の水に浸漬し、膨潤率S(t)を経時的に測定して、収縮率Snを算出した。
収縮率Sn=時間(t)での膨潤率S(t)/最大含水状態での膨潤率S(max)
これにより得られた時間と収縮率Snとの関係(収縮挙動)を図4のグラフに示す。なお、最大含水状態とは、室温(23℃)において水に浸したときの膨潤度の変化が30分間で5%未満となった状態をいうものとする。
実施例および比較例で得られた熱応答性高分子架橋体フィルムの表面の純水に対する接触角を、23℃(室温)および60℃(加熱)にて、接触角計(KRUSS社製,DSA100)を用いて測定した。結果を表1に示す。
Claims (8)
- 熱刺激によって、質量が、300秒以内に最大含水状態から当該最大含水状態の20%以下まで減少するか、
熱刺激の前後での表面の水滴接触角差が、20°以上である
ことを特徴とする熱応答性高分子ゲル。 - 前記熱刺激の温度は、室温以上、100℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の熱応答性高分子ゲル。
- 前記熱応答性高分子ゲルは、10質量%以上の水分を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の熱応答性高分子ゲル。
- ロタキサン構造を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の熱応答性高分子ゲル。
- 2個以上の環状部分を有するポリマー、及び一方の末端にブロック基を有し他方の末端に重合性官能基を有する、前記ポリマーと包接錯体を形成可能な直鎖状分子を混合して得られた高分子架橋前駆体の前記直鎖状分子の重合性官能基を介して、前記直鎖状分子と熱応答性成分とを共重合させることにより得られる高分子架橋体を含有することを特徴とする請求項4に記載の熱応答性高分子ゲル。
- 前記ポリマーの環状部分は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリンおよびγ−シクロデキストリンからなる群から選ばれる少なくとも1種、または環状ポリエーテル、環状ポリエステル、環状ポリエーテルアミンおよび環状ポリアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項5に記載の熱応答性高分子ゲル。
- 前記熱応答性成分が、N−イソプロピルアミド基を有する重合性化合物であることを特徴とする請求項5または6に記載の熱応答性高分子ゲル。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の熱応答性高分子ゲルをフィルム状に形成してなる熱応答性高分子ゲルフィルム。
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