JP2019112597A - 有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物、有機無機複合ヒドロゲル、有機無機複合ヒドロゲル接合物、及びその製造方法 - Google Patents
有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物、有機無機複合ヒドロゲル、有機無機複合ヒドロゲル接合物、及びその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
平底ガラス容器に、純水90mL、合成ヘクトライト(ビックケミー・ジャパン株式会社製「ラポナイトRDS」)4.8g、ジメチルアクリルアミド(以下、「DMAA」と略記する。)20gを入れて、撹拌により均一透明な水溶液を調製した。次いでこの水溶液にセルロースナノファイバー(ダイセルファインケム株式会社製「セリッシュKY100G」、以下「CNF(1)」と略記する。)10gを少量ずつ撹拌しながら添加して、有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(1)を調製した。この有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(1)の外観は、均一な薄い白色であり、特に凝集物は見られなかった。初期粘度は35mPa・sであった。
上記で得た有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(1)を密封して50℃恒温器に保管し、1週間後取り出して、再度25℃での粘度(保管後粘度)を測定し、下記の基準により保存安定性を評価した。
○:保管後粘度(mPa・s)が、初期粘度(mPa・s)の200%未満
×:保管後粘度(mPa・s)が、初期粘度(mPa・s)の200%以上
平底ガラス容器に、純水10mL、過硫酸ナトリウム(以下、「NPS」と略記する。)0.5gを入れて撹拌し、均一透明なNPS水溶液を調製した。さらに別の平底ガラス容器に、純水10mL、テトラメチルエチレンジアミン(以下、「TEMED」と略記する。)80μLを入れて撹拌し、均一なTEMED水溶液を調製した。
200mLのガラスビーカーに、上記で得た有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(1)を120g入れ、撹拌しながら、上記で調製したNPS水溶液及びTEMED水溶液を加えていき、均一に混合するまで撹拌を続け、水溶液(X−1)を調製した。水溶液(X−1)を調製後、直ちに厚さ5mmのガラス板を2mmのスペーサーを介して2枚合わせたものの2mmの隙間に流延し、室温でそのまま24時間静置して、厚さ2mmの有機無機複合ヒドロゲル(1)を製造した。24時間後に流延した液体の状態を確認したところ、均一でやや薄い白色の有機無機複合ヒドロゲル(1)のシートが得られた。
上記で得られた有機無機複合ヒドロゲル(1)のシートについて、JIS K 6251:2010の試験方法に準じて、引張試験を実施し、破断強度を評価した。引張試験の試料は、JIS3号のダンベル形状とした。引張試験の条件は、引張試験機(オートグラフAG−10KNX、株式会社島津製作所製)を用いて、23℃、引張速度500mm/分として、試料が破断するまで延伸した。
内径が13mmの20mLガラス試験管に、水溶液(X−1)を10mL入れ、ガラス試験管に蓋をして、室温でそのまま24時間静置して、有機無機複合ヒドロゲル(1−1)を作製した。次いで、新たに水溶液(X−1)を調製して、有機無機複合ヒドロゲル(1−1)が入ったガラス試験管に再度10mLを流し込んだ。その後ガラス試験管に蓋をして室温で24時間静置した。24時間後にガラス試験管の内部を確認したところ、2回に分けてガラス試験管に流し込んだ水溶液(X−1)が一体となった、均一でやや薄い白色の有機無機複合ヒドロゲル接合物(1)が得られた。
上記で得た有機無機複合ヒドロゲル接合物(1)をガラス試験管から丁寧に取り出し、JIS K 6251:2010に準じた試験方法で引張試験を実施し、下記の基準により、有機無機複合ヒドロゲル接合物の接着性を評価した。なお、接合面で全く接着していない場合は、破断強度を「測定不可」とした。ゲルが脆く、試験開始直後に破断した場合は、破断強度を「評価不可」とした。
引張試験の試料は、ガラス試験管から取り出した円柱状とした。引張試験の条件は、引張試験機(オートグラフAG−10KNX、株式会社島津製作所製)を用いて、23℃、引張速度500mm/分として、試料が破断するまで延伸した。なお、引張試験機の試料はさみ具とヒドロゲルの接合部との距離が2つのはさみ具のどちらも等しくなるように試料を取り付けた。
○:接合面以外で破断
×:接合面で破断
平底ガラス容器に、純水90mL、合成ヘクトライト(ビックケミー・ジャパン株式会社製「ラポナイトRDS」)4.8g、ジメチルアクリルアミド(DMAA)20gを入れて、撹拌により均一透明な水溶液を調製した。次いでこの水溶液にセルロースナノファイバー(第一工業製薬株式会社製「レオクリスタ」、以下「CNF(2)」と略記する。)20gを少量ずつ撹拌しながら添加して、有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(1)を調製した。この有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(2)の外観は、均一な薄い白色であり、特に凝集物は見られなかった。初期粘度は22mPa・sであった。
平底ガラス容器に、純水90mL、DMAA 20g、及び架橋剤としてメチレンビスアクリルアミド0.02gを入れて、撹拌により均一透明な水溶液を調製した。
次いでこの水溶液にCNF(1)10gを少量ずつ撹拌しながら添加して比較用組成物(R1)を調製した。この比較用組成物(R1)の外観は、均一な薄い白色であり、特に凝集物は見られなかった。初期粘度は22mPa・sであった。
平底ガラス容器に、純水90mL、合成ヘクトライト(ビックケミー・ジャパン株式会社製「ラポナイトRDS」)4.8g、及びDMAA 20gを入れて、撹拌により均一透明な比較用組成物(R2)を調製した。この比較用組成物(R2)の初期粘度は、3mPa・sであった。
Claims (4)
- 水溶性有機モノマー(A)、水膨潤性粘土鉱物(B)、セルロースナノファイバー(C)、及び水を含有することを特徴とする有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物。
- 請求項1記載の有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物の反応物であることを特徴とする有機無機複合ヒドロゲル。
- 2以上の請求項2記載の有機無機複合ヒドロゲル同士が接合したことを特徴とする有機無機複合ヒドロゲル接合物。
- 請求項2記載の有機無機複合ヒドロゲルの表面に、請求項1記載の有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物、重合開始剤及び重合促進剤を含有する溶液を賦形することにより得られる有機無機複合ヒドロゲル接合物の製造方法。
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