JP2011001482A - 高分子ゲル、高分子ゲル分散液、高分子ゲル複合体及びそれらの製造方法 - Google Patents
高分子ゲル、高分子ゲル分散液、高分子ゲル複合体及びそれらの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011001482A JP2011001482A JP2009146331A JP2009146331A JP2011001482A JP 2011001482 A JP2011001482 A JP 2011001482A JP 2009146331 A JP2009146331 A JP 2009146331A JP 2009146331 A JP2009146331 A JP 2009146331A JP 2011001482 A JP2011001482 A JP 2011001482A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- polymer gel
- polymer
- gel
- solute
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
【構成】水溶性有機モノマーから得られる重合体と水膨潤性粘土鉱物とからなる三次元網目を有する有機無機複合ゲルの粒子が結合してなる高分子ゲルおよび高分子ゲル複合体、及びそのための高分子ゲル分散液、およびそれらの製造方法を提供する。本発明により、大気雰囲気下で、必要に応じて種々の形状および形態の高分子ゲルおよび他素材と複合化された高分子ゲル複合体が得られた。
【選択図】なし
Description
水膨潤性粘土鉱物には、[Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na+ 0.66の組成を有する水膨潤性合成ヘクトライト(商標ラポナイトXLG)を、水溶性有機モノマーには、N,N−ジメチルアクリルアミド(DMAA:興人株式会社製)を用いた。DMAAは精製により重合禁止剤を取り除いてから使用した。
水膨潤性粘土鉱物には、[Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na+ 0.66の組成を有する水膨潤性合成ヘクトライト(商標ラポナイトXLG)を、水溶性有機モノマーには、N−イソプロピルアクリルアミド(NIPA:興人株式会社製)を用いた。NIPAは精製により重合禁止剤を取り除いてから使用した。
参考例1で得た有機ポリマー(PDMAA)/クレイ複合ゲルを約5mm角に切断後、室温にて24時間、引き続き40℃にて3時間、更に、40℃真空乾燥にて1時間乾燥後、ミキサーにて粉末化を行った。得られたものを分級して200〜600μm範囲の粒子状乾燥物を得た(平均粒径=340μm)。次いで、この粒子状乾燥物にその6倍量のポリエチレングリコール水溶液(ポリエチレングリコール20000(平均分子量20000)(和光純薬工業(株)製)を1重量%含む水溶液)をガラス容器(3.5cm直径×10cm深さ)内にて加え、20℃で10秒攪拌混合し、均一分散液とした。得られた高分子ゲル分散液は流動性を有していた。その一部をポリ容器(5cm×7cm×1cm深さ)内に均一に厚みが2mmとなるように充填し、25℃で密閉状態で静置した。30分後にポリ容器内から一体化した高分子ゲルフィルム(厚み2mm)を取り出した。得られた高分子ゲル(含水率(100×水/高分子ゲル)=85wt%)の引っ張り試験を、引っ張り試験装置(株式会社島津製作所製、卓上型万能試験機AGS−H)を用い、評点間距離=30mm、引っ張り速度=100mm/分にて行った。高分子ゲルは、大きな延伸性(弾性率=3.5kPa、強度=35kPa、破断伸び=1000%)を有するゴム的な力学物性を示した。また大きな膨潤性(20℃水中での吸水量は3時間で粒子状乾燥物の20倍以上)を示した。
参考例2で得た有機ポリマー(PNIPA)/クレイ複合ゲルを約5mm角に切断後、室温にて24時間、引き続き40℃にて8時間、ミキサーにて粉末化を行った。得られたものを分級して100〜300μm範囲の粒子状乾燥物を得た(平均粒径=180μm)。次いで、この粒子状乾燥物にその5倍量のポリエチレングリコール水溶液(ポリエチレングリコール1000(平均分子量1000)(和光純薬工業(株)製)を1.0重量%含む水溶液)をガラス容器(3.5cm直径×10cm深さ)内にて加え、20℃で5秒攪拌混合し、均一分散液とした。得られた高分子ゲル分散液は流動性を有していた。その一部をポリ容器(5cm×7cm×1cm深さ)内に均一に厚みが2mmとなるように充填し、25℃で密閉状態で静置した。30分後にポリ容器内から一体化した高分子ゲルフィルム(厚み2mm)が取り出した。得られた高分子ゲル(含水率(100×水/高分子ゲル)=83wt%)の引っ張り試験を、引っ張り試験装置(株式会社島津製作所製、卓上型万能試験機AGS−H)を用い、評点間距離=30mm、引っ張り速度=100mm/分にて行った。高分子ゲルは、大きな延伸性(弾性率=4kPa、強度=70kPa、破断伸び=1100%)を有するゴム的な力学物性を示した。また大きな膨潤性(20℃水中での吸水量は3時間で粒子状乾燥物の16倍)を示した。また、得られた高分子ゲルを50℃の温水中に浸漬することにより、急速に全体が白色化し、且つ、10分以内に水を排出し体積収縮するが観察された。
下記の条件を用いる以外は実施例1と同様にして高分子ゲルを得た。但し、実施例3では、参考例1で得られた複合ゲルを720%に延伸し、25℃で72時間乾燥し、粉末化したものを用いた。実施例3〜6のいずれの場合も、一体化した高分子ゲルが得られた。力学物性と併せて表1に示す。なお、膨潤性はいずれも20℃、3時間水中保持で粒子状乾燥物の20倍以上であった。
・マクロゴール200(三洋化成工業(株)製:ポリエチレングリコール(平均分子量200))
・ポリプロピレングリコール1000(和光純薬工業(株)製 ポリプロピレングリコールジオール型(平均分子量1000)
参考例1で得た有機ポリマー(PDMAA)/クレイ複合ゲルと参考例2で得られた有機ポリマー(PNIPA)/クレイ複合ゲルの乾燥物(平均粒径は共に180μm)を等量ずつ用いること、溶質としてポリエチレングリコール4000(平均分子量3000)(和光純薬工業(株)製)を1wt%水溶液として用いること、乾燥粒子/溶液の質量比が1/6であることを除くと実施例1と同様にして高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルの破断伸びは900%、引っ張り強度は40kPaであった。
乾燥粒子の平均粒径が180μmであること、溶質としてポリビニルピロリドン(プラスドンK12(平均分子量4000)(ISP(株)製)を0.7wt%の水溶液として用いること、25℃密閉状態での静置時間を2時間とすることを除くと実施例1と同様にして、高分子ゲルを得た。破断伸びは1200%、引っ張り強度は10kPaであった。
乾燥粒子の平均粒径が800nmであること、温度が32℃であること、ポリエチレングリコール水溶液の使用量が粒子状乾燥物の2倍であること、25℃密閉状態での静置時間を3時間とすることを除くと実施例1と同様にして高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルの破断伸びは800%、引張り強度は20kPaであった。
実施例1で得られた高分子ゲルをポリ容器内にて室温で12時間乾燥処理を行い、次いで80℃で60分間乾燥した。その後、ポリ容器内に水を入れ、実施例1の高分子ゲルと同じ含水率になるまで膨潤させた。得られた高分子ゲルの力学物性を測定して以下のようにより向上した結果が得られた。弾性率=4kPa、強度=70kPa、破断伸び=800%。
実施例3で得られた粒子状乾燥物をその6倍量のポリエチレングリコール水溶液(ポリエチレングリコール4000(平均分子量3000)(和光純薬工業(株)製)とポリエチレングリコール20000(平均分子量20000)(和光純薬工業(株)製)を各0.5重量%ずつ含む水溶液)と混合した後、厚み200μmのスペーサーを介してポリエチレンテレフタレートフィルム間に挟み、密閉状態にて保持した。その結果、ほぼ同様な力学物性を有する高分子ゲル薄膜が得られた。
実施例1で得られた高分子ゲル分散液を親水化処理されたポリプロピレン製不織布(目付20g/m2)に含浸して静置することにより、不織布と高分子ゲルが一体化した高分子ゲル複合体が得られた。
粘土鉱物の代わりに有機架橋剤(N,N−メチレンビスアクリルアミド)をモノマー(DMAA)の1モル%を用いる以外は、比較例1では参考例1および比較例2では参考例2と同様な方法で化学架橋ゲルを合成した。得られた化学架橋ゲルを比較例1では実施例1、比較例2では実施例2と同じ方法で粒子状乾燥物とした後、同様に、その6倍量の水溶液と混合して同じ処理を行ったが、いずれも化学架橋ゲルの分散状態のままで、それらが一体となることはなく高分子ゲルは得られなかった。
Claims (9)
- 有機無機複合ゲルの粒子が一体化した高分子ゲルであって、該有機無機複合ゲルが、重合性不飽和基含有水溶性有機モノマーの重合体(A)と水膨潤性粘土鉱物(B)により形成された三次元網目構造を有することを特徴とする高分子ゲル。
- 重合性不飽和基含有水溶性有機モノマーの重合体(A)と水膨潤性粘土鉱物(B)により形成された三次元網目構造を有する有機無機複合ゲルの粒子状乾燥物(C)を、水、溶質(D)又は溶質(D)を含有する水溶液と混合又は接触させることにより一体化した高分子ゲル。
- 溶質(D)が、前記粒子状乾燥物(C)の内部に含有され、又は表面に付着している請求項2記載の高分子ゲル。
- 重合性不飽和基含有水溶性有機モノマーの重合体(A)と水膨潤性粘土鉱物(B)により形成された三次元網目構造を有する有機無機複合ゲルの粒子状乾燥物(C)を、該粒子状乾燥物(C)の質量に対して0.5〜100倍量の水、溶質(D)又は溶質(D)を含有する水溶液と混合したことを特徴とする高分子ゲル分散液。
- 請求項4記載の高分子ゲル分散液を基材に注入、分散、含浸又は塗布して得られる高分子ゲル複合体。
- 重合性不飽和基含有水溶性有機モノマーの重合体(A)と水膨潤性粘土鉱物(B)により形成された三次元網目構造を有する有機無機複合ゲルを粒子状乾燥物(C)とする工程(X)、及び該粒子状乾燥物(C)を、水、溶質(D)又は溶質(D)を含有する水溶液と混合又は接触させることにより一体化させる工程(Y)を有することを特徴とする高分子ゲルの製造方法。
- 前記工程(Y)の後に乾燥処理を行ない、その後、再び含水させて高分子ゲルとする工程(Z)を行なう請求項6記載の高分子ゲルの製造方法。
- 前記有機無機複合ゲルを粒子状乾燥物(C)とする工程(X)が、前記有機無機複合ゲルを変形させた状態で乾燥する工程又は前記有機無機複合ゲルを凍結させた状態で乾燥する工程である請求項6又は7記載の高分子ゲルの製造方法。
- 重合性不飽和基含有水溶性有機モノマーの重合体(A)と水膨潤性粘土鉱物(B)により形成された三次元網目構造を有する有機無機複合ゲルの粒子状乾燥物(C)を、水、溶質(D)又は溶質(D)を含有する水溶液と混合することにより高分子ゲル分散液を製造し、該高分子分散液を基材に注入、分散、含浸又は塗布することにより高分子ゲルと該基材とが一体となった高分子ゲル複合体を製造する方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009146331A JP2011001482A (ja) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | 高分子ゲル、高分子ゲル分散液、高分子ゲル複合体及びそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009146331A JP2011001482A (ja) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | 高分子ゲル、高分子ゲル分散液、高分子ゲル複合体及びそれらの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011001482A true JP2011001482A (ja) | 2011-01-06 |
Family
ID=43559706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009146331A Pending JP2011001482A (ja) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | 高分子ゲル、高分子ゲル分散液、高分子ゲル複合体及びそれらの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011001482A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011001481A (ja) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Kawamura Inst Of Chem Res | 高分子ゲルの接合方法 |
JP2012236156A (ja) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Kawamura Institute Of Chemical Research | 有機無機複合ゲル塗膜の製造法 |
JP2012241085A (ja) * | 2011-05-18 | 2012-12-10 | Kawamura Institute Of Chemical Research | スラリー状有機無機複合ゲルおよび有機無機複合ゲル塗膜の製造方法 |
JP2014007264A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Nippon Chemicon Corp | ゲル電解質コンデンサ、及びその製造方法 |
JP2017052911A (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | 株式会社日本触媒 | 徐放性薬剤用ゲル化剤 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002053762A (ja) * | 2000-05-29 | 2002-02-19 | Kawamura Inst Of Chem Res | 有機・無機複合ヒドロゲル及びその製造方法 |
JP2002053629A (ja) * | 2000-05-29 | 2002-02-19 | Kawamura Inst Of Chem Res | 有機・無機複合ヒドロゲル及びその製造方法 |
JP2002336694A (ja) * | 2001-05-15 | 2002-11-26 | Kawamura Inst Of Chem Res | 水溶液吸収材料、及び衛生用品 |
JP2006028446A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Dainippon Ink & Chem Inc | 有機・無機複合高分子ゲル及びその製造方法 |
-
2009
- 2009-06-19 JP JP2009146331A patent/JP2011001482A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002053762A (ja) * | 2000-05-29 | 2002-02-19 | Kawamura Inst Of Chem Res | 有機・無機複合ヒドロゲル及びその製造方法 |
JP2002053629A (ja) * | 2000-05-29 | 2002-02-19 | Kawamura Inst Of Chem Res | 有機・無機複合ヒドロゲル及びその製造方法 |
JP2002336694A (ja) * | 2001-05-15 | 2002-11-26 | Kawamura Inst Of Chem Res | 水溶液吸収材料、及び衛生用品 |
JP2006028446A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Dainippon Ink & Chem Inc | 有機・無機複合高分子ゲル及びその製造方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
JPN6013018538; 高分子論文集 65(10), 2008, p.619-633 * |
JPN6013018539; 日本ゴム協会夏期講座テキスト 44, 2008, p.27-33 * |
JPN6013018540; Advanced Materials 14(16), 2002, p.1120-1124 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011001481A (ja) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Kawamura Inst Of Chem Res | 高分子ゲルの接合方法 |
JP2012236156A (ja) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Kawamura Institute Of Chemical Research | 有機無機複合ゲル塗膜の製造法 |
JP2012241085A (ja) * | 2011-05-18 | 2012-12-10 | Kawamura Institute Of Chemical Research | スラリー状有機無機複合ゲルおよび有機無機複合ゲル塗膜の製造方法 |
JP2014007264A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Nippon Chemicon Corp | ゲル電解質コンデンサ、及びその製造方法 |
JP2017052911A (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | 株式会社日本触媒 | 徐放性薬剤用ゲル化剤 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tian et al. | A facile approach to prepare tough and responsive ultrathin physical hydrogel films as artificial muscles | |
Li et al. | Ultrastiff, thermoresponsive nanocomposite hydrogels composed of ternary polymer–clay–silica networks | |
Bahram et al. | An introduction to hydrogels and some recent applications | |
Zhao et al. | Mechanically strong and thermosensitive macromolecular microsphere composite poly (N-isopropylacrylamide) hydrogels | |
Zhang et al. | Microphase-separated macroporous polymers from an emulsion-templated reactive triblock copolymer | |
Ilgin et al. | Synthesis and characterization of pH responsive alginate based-hydrogels as oral drug delivery carrier | |
JP5190323B2 (ja) | 有機・無機複合ヒドロゲルの成形方法 | |
EP2857350A1 (en) | Use of nanoparticles for gluing gels | |
Fernandez et al. | Thermoresponsive nanostructured poly (N-isopropylacrylamide) hydrogels made via inverse microemulsion polymerization | |
WO2004072138A1 (ja) | 生体適合性物質含有高分子ゲル、ゲル乾燥体および高分子ゲルの製造方法 | |
CN103906800B (zh) | 非干燥性高分子水凝胶 | |
JP3914501B2 (ja) | 高分子ゲル複合材及びその製造法 | |
Depa et al. | Poly (N-isopropylacrylamide)-SiO2 nanocomposites interpenetrated by starch: Stimuli-responsive hydrogels with attractive tensile properties | |
JP2011001482A (ja) | 高分子ゲル、高分子ゲル分散液、高分子ゲル複合体及びそれらの製造方法 | |
Higgins et al. | Stratified temperature-responsive multilayer hydrogels of poly (N-vinylpyrrolidone) and poly (N-vinylcaprolactam): Effect of hydrogel architecture on properties | |
Boyaci et al. | Poly (N, N-dimethylaminoethyl methacrylate-co-2-acrylamido-2-methyl-propanosulfonic acid)/Laponite nanocomposite hydrogels and cryogels with improved mechanical strength and rapid dynamic properties | |
Mishra et al. | Polymeric hydrogels: A review of recent developments | |
Pan et al. | Superfast and reversible thermoresponse of poly (N-isopropylacrylamide) hydrogels grafted on macroporous poly (vinyl alcohol) formaldehyde sponges | |
Haraguchi | Soft nanohybrid materials consisting of polymer–clay networks | |
KR101068499B1 (ko) | 온도 및 pH 감응형 하이드로젤의 제조방법 | |
Gümüşderelioğlu et al. | Superporous polyacrylate/chitosan IPN hydrogels for protein delivery | |
Gu et al. | General strategy to fabricate highly filled microcomposite hydrogels with high mechanical strength and stiffness | |
Bat | Hydroxyethyl methacrylate based nanocomposite hydrogels with tunable pore architecture | |
Li et al. | Silica-based Janus nanosheets for self-healing nanocomposite hydrogels | |
JP5331971B2 (ja) | 高分子ゲルの接合方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120619 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120829 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130425 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130610 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20130710 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20130710 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130813 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140120 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20140716 |