JP2020015653A - Method for synthesizing composite gel, and composite gel - Google Patents

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Abstract

To provide a method for synthesizing a composite gel, capable of improving mechanical strength of the composite gel and capable of optimizing physical properties thereof, by synthesizing a polymer gel (the composite gel) formed by compositing a polymer with an inorganic filler that is dispersed easily in the polymer and has a small particle diameter; and to provide the composite gel.SOLUTION: A method for synthesizing a composite gel includes: a CMPS-synthesizing step of mixing a solvent with an amine compound, a surfactant, and a silicon compound to synthesize a colloidal MPS (CMPS) in which the silicon compound is charged in at least some of pores; and a composite gel-synthesizing step of mixing the CMPS prepared at predetermined density with the solvent, a polymerizable monomer, a crosslinking agent, and an initiator, expediting a polymerization reaction of the polymerizable monomer, and synthesizing a polymer gel synthesized in the polymerization reaction with the CMPS to obtain the composite gel.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、複合ゲルの合成方法、及び複合ゲルに関する。特に、本発明は、無機フィラーと高分子とを含む複合ゲルの合成方法、及び複合ゲルに関する。   The present invention relates to a method for synthesizing a composite gel, and a composite gel. In particular, the present invention relates to a method for synthesizing a composite gel containing an inorganic filler and a polymer, and a composite gel.

高分子ゲルは、線状の高分子が架橋されて3次元的な網目状構造となり、多量の溶媒を吸収した膨潤体である。高分子ゲルの架橋点の分布には偏りが存在していることから構造が不均一であり、高分子鎖に負荷がかかりやすい箇所とかかりにくい箇所とが不均一に存在する。そのため、通常、高分子ゲルの機械的強度は弱い。そこで、粘土鉱物、カーボンブラック等の無機フィラーと高分子ゲルとを複合化したコンポジットゲルや、環状分子を含むポリロタキサンを可動な架橋点として高分子ゲルに用いたトポロジカルゲル等による高分子ゲルの物性向上の研究がなされている。   The polymer gel is a swollen body in which a linear polymer is cross-linked to form a three-dimensional network structure and absorbs a large amount of a solvent. Since the distribution of cross-linking points in the polymer gel is biased, the structure is non-uniform, and there are non-uniform portions where a load is likely to be applied to the polymer chain and portions where the polymer chain is not easily applied. Therefore, the mechanical strength of the polymer gel is usually low. Therefore, the physical properties of polymer gels such as a composite gel in which an inorganic filler such as a clay mineral or carbon black is compounded with a polymer gel, or a topological gel in which a polyrotaxane containing a cyclic molecule is used as a movable crosslinking point for the polymer gel, etc. Research on improvement has been made.

例えば、無機フィラーの一種として用いられるメソポーラスシリカ(MPS)は、2〜50nmの均一性の高いメソ孔を有する多孔質物質であり、大きな比表面積を有する。そのため、MPSはコンポジットゲルのフィラーとして用いることが考えられ、MPSとポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)(PNIPA)ゲルとを複合化することで、機械的強度が大きく向上することが報告されている(例えば、非特許文献1参照。)。   For example, mesoporous silica (MPS) used as a kind of inorganic filler is a porous material having highly uniform mesopores of 2 to 50 nm, and has a large specific surface area. Therefore, it is conceivable that MPS is used as a filler for a composite gel, and it has been reported that the mechanical strength is greatly improved by combining MPS and poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPA) gel ( For example, see Non-Patent Document 1.)

Miyamoto,N.et al.,Chem.Eur.J.,2014,20,14955Miyamoto, N .; et al. Chem. Eur. J. , 2014, 20, 14955

しかし、非特許文献1で用いられたような、一般的な方法で合成されるMPSは粒径、粒径分布、形状が制御されておらず、粒径が大きく、合成過程で強く凝集し、高分子ゲル中で分散しにくい性質を有する。そのため、MPSは、高分子ゲル中では不均一に分布する傾向がある。したがって、MPSと高分子とが複合されて得られる高分子ゲルの機械的特性等の各種物性の最適化、つまり、各種物性の制御が困難である。   However, MPS synthesized by a general method, such as that used in Non-Patent Document 1, has no control over the particle size, particle size distribution, and shape, and has a large particle size, and strongly aggregates during the synthesis process. It has the property of being difficult to disperse in polymer gels. Therefore, MPS tends to be unevenly distributed in the polymer gel. Therefore, it is difficult to optimize various physical properties such as mechanical properties of a polymer gel obtained by combining MPS and a polymer, that is, to control various physical properties.

したがって、本発明の目的は、高分子と当該高分子中に分散しやすく粒径が小さい無機フィラーとが複合化された高分子ゲル(複合ゲル)を合成し、複合ゲルの機械的強度の向上、及び物性の最適化ができる複合ゲルの合成方法、及び複合ゲルを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to synthesize a polymer gel (composite gel) in which a polymer and an inorganic filler having a small particle size that are easily dispersed in the polymer are synthesized, and to improve the mechanical strength of the composite gel. Another object of the present invention is to provide a method for synthesizing a composite gel which can optimize the properties and physical properties, and a composite gel.

本発明は、上記目的を達成するため、溶媒にアミン化合物、界面活性剤、及びケイ素化合物を混合し、少なくとも一部の細孔にケイ素化合物が充填されたコロイド状MPS(CMPS)を合成するCMPS合成工程と、所定濃度に調製したCMPS、溶媒、重合性モノマー、架橋剤、及び開始剤を混合し、重合性モノマーの重合反応を進行させ、重合反応により合成される高分子ゲルとCMPSとの複合ゲルを合成する複合ゲル合成工程とを備える複合ゲルの合成方法が提供される。   In order to achieve the above object, the present invention provides a CMPS in which a solvent is mixed with an amine compound, a surfactant and a silicon compound to synthesize a colloidal MPS (CMPS) in which at least a part of the pores is filled with the silicon compound. A synthesis step, a CMPS prepared at a predetermined concentration, a solvent, a polymerizable monomer, a cross-linking agent, and an initiator are mixed, a polymerization reaction of the polymerizable monomer is advanced, and a polymer gel synthesized by the polymerization reaction and the CMPS are mixed. A composite gel synthesizing step of synthesizing a composite gel.

また、上記複合ゲルの合成方法において、複合ゲル合成工程が、CMPSの細孔内に重合性モノマーの少なくとも一部を吸い込ませることが好ましい。   In the method for synthesizing the composite gel, it is preferable that the composite gel synthesizing step sucks at least a part of the polymerizable monomer into the pores of the CMPS.

また、上記複合ゲルの合成方法において、CMPS合成工程が、CMPSを透析する透析工程を含むことが好ましい。   In the method for synthesizing a composite gel, the CMPS synthesis step preferably includes a dialysis step of dialyzing the CMPS.

また、上記複合ゲルの合成方法において、複合ゲル合成工程が、0.00001wt%以上10wt%以下の濃度のCMPSを用いることが好ましい。   In the method for synthesizing the composite gel, it is preferable that the composite gel synthesizing step uses CMPS having a concentration of 0.00001 wt% or more and 10 wt% or less.

また、上記複合ゲルの合成方法において、CMPSが、平均粒径が10nm以上500nm以下であって、粒径分布における標準偏差が平均粒径値の50%以内であることが好ましい。   In the method for synthesizing the composite gel, it is preferable that the CMPS has an average particle diameter of 10 nm or more and 500 nm or less, and a standard deviation in the particle diameter distribution is within 50% of the average particle diameter.

また、本発明は上記目的を達成するため、平均粒径が10nm以上500nm以下であって、粒径分布における標準偏差が平均粒径値の50%以内であるコロイド状MPS(CMPS)と、3次元網目構造を有する高分子が溶媒を吸収した膨潤体となっている高分子ゲルとを含有し、CMPSと高分子とが相互作用し、CMPSが高分子ゲル中に実質的に均一に分散することで高分子ゲルと複合化している複合ゲルが提供される。   In order to achieve the above object, the present invention provides a colloidal MPS (CMPS) having an average particle size of 10 nm or more and 500 nm or less and a standard deviation in the particle size distribution of 50% or less of the average particle size. Contains a polymer gel that is a swelling body in which a polymer having a three-dimensional network structure has absorbed a solvent, and the CMPS interacts with the polymer, and the CMPS is substantially uniformly dispersed in the polymer gel. This provides a composite gel that is composited with the polymer gel.

また、上記複合ゲルにおいて、高分子が、ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)であり、溶媒が、水であってもよい。   In the composite gel, the polymer may be poly (N-isopropylacrylamide), and the solvent may be water.

本発明に係る複合ゲルの合成方法、及び複合ゲルによれば、高分子と当該高分子中に分散しやすく粒径が小さい無機フィラーとが複合化された高分子ゲル(複合ゲル)を合成し、複合ゲルの機械的強度の向上、及び物性の最適化ができる複合ゲルの合成方法、及び複合ゲルを提供できる。   According to the method for synthesizing a composite gel and the composite gel according to the present invention, a polymer gel (composite gel) in which a polymer and an inorganic filler that is easily dispersed in the polymer and have a small particle size are synthesized. Thus, it is possible to provide a method for synthesizing a composite gel capable of improving the mechanical strength of the composite gel and optimizing the physical properties, and a composite gel.

実施例に係るCMPSのSEM像である。It is a SEM image of CMPS concerning an example. 実施例に係るCMPSのTEM像である。It is a TEM image of the CMPS according to the example. 実施例に係る複合ゲル、及び比較例に係るゲルの引張試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the tensile test of the composite gel which concerns on an Example, and the gel which concerns on a comparative example.

[実施の形態]
<複合ゲルの合成方法の概要>
本発明の実施の形態に係る複合ゲルは、コロイド状メソポーラスシリカ(CMPS)と高分子ゲルとの複合体である。この複合ゲルは以下のようにして合成することができる。まず、所定のアミン化合物、界面活性剤、及びケイ素化合物を所定の溶媒内で混合し、粒径が小さく単分散性のCMPSを合成する。そして、合成したCMPSの濃度を所定の濃度に調製する。続いて、所定の濃度に調製したCMPS、所定の重合性モノマー、架橋剤、及び開始剤を所定の溶媒内で混合し、重合性モノマーの重合反応を進行させる。これにより、高分子ゲルが合成される。そして、溶媒内にCMPSと高分子ゲルとが共存しているので、高分子ゲルの合成と共にCMPSと高分子ゲルとが複合化される。これにより、本実施形態に係る複合ゲルが合成される。
[Embodiment]
<Outline of method for synthesizing composite gel>
The composite gel according to the embodiment of the present invention is a composite of colloidal mesoporous silica (CMPS) and a polymer gel. This composite gel can be synthesized as follows. First, a predetermined amine compound, a surfactant, and a silicon compound are mixed in a predetermined solvent to synthesize a monodisperse CMPS having a small particle diameter. Then, the concentration of the synthesized CMPS is adjusted to a predetermined concentration. Subsequently, the CMPS adjusted to a predetermined concentration, a predetermined polymerizable monomer, a crosslinking agent, and an initiator are mixed in a predetermined solvent, and a polymerization reaction of the polymerizable monomer is allowed to proceed. As a result, a polymer gel is synthesized. Then, since the CMPS and the polymer gel coexist in the solvent, the CMPS and the polymer gel are combined with the synthesis of the polymer gel. Thereby, the composite gel according to the present embodiment is synthesized.

本実施形態において粒径が小さい単分散のCMPSは、溶媒中で高い分散性を発揮し、凝集せずに存在する。ここに高分子を構成するモノマーを添加すると、モノマーの一部がCMPSのメソ孔内に吸い込まれ、溶液中のモノマー量が減少する。この状態で重合反応を進行させると、高い分散性を保ったままのCMPSがポリマーのゲル内に含まれることになる。   In the present embodiment, the monodispersed CMPS having a small particle size exhibits high dispersibility in a solvent and exists without aggregation. When the monomer constituting the polymer is added, a part of the monomer is sucked into the mesopores of the CMPS, and the amount of the monomer in the solution decreases. When the polymerization reaction proceeds in this state, CMPS while maintaining high dispersibility is included in the polymer gel.

ここで、ポリマーとCMPSとは所定の相互作用をすると推測される。この相互作用の詳細は現段階では明らかではないが、CMPSがポリマーのトポロジカルな架橋点として存在すること、ポリマー同士をCMPSが物理的に架橋すること、及び/又はCMPSの孔をポリマー鎖が貫通すること等の相互作用が起こっていると推測される。   Here, it is assumed that the polymer and the CMPS have a predetermined interaction. The details of this interaction are not clear at this stage, but the fact that CMPS exists as a topological cross-linking point of the polymer, that the CMPS physically cross-links the polymers, and / or that the polymer chains penetrate the pores of the CMPS. It is presumed that an interaction such as the action has occurred.

これにより、複合ゲル中にCMPSが実質的に均一に分散した状態が維持され、また、CMPSの細孔(メソ孔)内にモノマーの一部が吸い込まれることにより、ポリマー量が添加したモノマーから計算されるポリマー量より減少しているので、柔らかい状態を保ちつつ機械的強度が大幅に向上した複合ゲルを合成できると推測される。   As a result, a state in which the CMPS is substantially uniformly dispersed in the composite gel is maintained, and a part of the monomer is sucked into the pores (mesopores) of the CMPS, so that the amount of the polymer is reduced from the added monomer. Since the amount is smaller than the calculated amount of the polymer, it is presumed that a composite gel having significantly improved mechanical strength can be synthesized while maintaining a soft state.

以下、本実施形態に係る複合ゲル、及びその製造方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the composite gel according to the present embodiment and the method for producing the same will be described in detail.

<複合ゲル、及びその製造方法の詳細>
本実施形態に係る複合ゲルは、おおよそコロイド状メソポーラスシリカ(CMPS)を合成するCMPS合成工程と、CMPSに混合される所定のモノマーを重合させて合成される高分子ゲルとCMPSとの複合ゲルを合成する複合ゲル合成工程とを備える。CMPS合成工程は、CMPSを透析する透析工程を含むこともできる。
<Details of composite gel and its manufacturing method>
The composite gel according to the present embodiment includes a CMPS synthesis step of synthesizing roughly colloidal mesoporous silica (CMPS), and a composite gel of a polymer gel and CMPS synthesized by polymerizing a predetermined monomer mixed with CMPS. And synthesizing a composite gel. The CMPS synthesis step can also include a dialysis step for dialyzing the CMPS.

[コロイド状メソポーラスシリカ(CMPS)合成工程]
CMPS合成工程は、溶媒にアミン化合物、界面活性剤、及びケイ素化合物を混合し、少なくとも一部の細孔にケイ素化合物が充填されたコロイド状MPS(CMPS)を合成する工程である。CMPS合成工程は、溶媒に各種材料を混合した後、所定の溶媒、若しくは溶液を用いてCMPSを透析する透析工程を含むことが好ましい。
[Colloidal mesoporous silica (CMPS) synthesis process]
The CMPS synthesis step is a step of mixing an amine compound, a surfactant, and a silicon compound in a solvent to synthesize colloidal MPS (CMPS) in which at least a part of the pores is filled with the silicon compound. The CMPS synthesis step preferably includes a dialysis step of mixing various materials with a solvent and then dialyzing the CMPS using a predetermined solvent or solution.

具体的に、CMPS合成工程は、所定の溶媒に、所定量のアミン化合物、及び界面活性剤を添加し、所定の温度で所定時間、撹拌する第1工程と、この中に所定量のケイ素化合物を混合し、更に撹拌する第2工程と、透析工程とを有する。第2工程後の透析工程は、例えば、半透膜を用いて構成された容器等に第2工程で得られた溶液を入れ、この容器を所定の溶媒若しくは溶液に入れることで実施できる。透析は、所定の溶媒若しくは溶液を入れ替えて複数回実行することが好ましい。透析工程後、本実施形態に係るCMPSが得られる。   Specifically, the CMPS synthesis step is a first step in which a predetermined amount of an amine compound and a surfactant are added to a predetermined solvent, and the mixture is stirred at a predetermined temperature for a predetermined time, and a predetermined amount of a silicon compound is added thereto. , And a dialysis step. The dialysis step after the second step can be performed, for example, by putting the solution obtained in the second step into a container or the like constituted by using a semipermeable membrane and putting the container into a predetermined solvent or solution. The dialysis is preferably performed a plurality of times by replacing a predetermined solvent or solution. After the dialysis step, the CMPS according to the present embodiment is obtained.

(溶媒)
溶媒としては水系溶媒、例えば、純水を用いることができる。また、溶媒として、純水とアルコール(メタノール、エタノール、プロパノール等)との混合液を用いることもできる。
(solvent)
As the solvent, an aqueous solvent, for example, pure water can be used. Alternatively, a mixed solution of pure water and an alcohol (methanol, ethanol, propanol, or the like) can be used as the solvent.

(アミン化合物)
アミン化合物としては、1級アミノ基、2級アミノ基、若しくは3級アミノ基を有するアミン化合物が挙げられる。CMPS合成工程においては、溶媒100重量部に対し、0.1重量部以上10重量部以下のアミン化合物を添加することが好ましく、0.1重量部以上1重量部以下のアミン化合物を添加することがより好ましい。
(Amine compound)
Examples of the amine compound include amine compounds having a primary amino group, a secondary amino group, or a tertiary amino group. In the CMPS synthesis step, it is preferable to add 0.1 to 10 parts by weight of an amine compound to 100 parts by weight of a solvent, and to add 0.1 to 1 part by weight of an amine compound. Is more preferred.

1級アミノ基を有するアミン化合物としては、例えば、モノエタノールアミン、ジグリコールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−1−プロパノール等の一級アルカノールアミンや、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン等の脂肪族アミン;ベンジルアミン、アニリン、o−トルイジン、m−トルイジン、p−トルイジン等の芳香族アミン;シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂環式アミン等を挙げることができる。   Examples of the amine compound having a primary amino group include primary alkanolamines such as monoethanolamine, diglycolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol and 2-amino-1-propanol, propylamine, Aliphatic amines such as isopropylamine, butylamine, amylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, undecylamine and dodecylamine; aromatic amines such as benzylamine, aniline, o-toluidine, m-toluidine, p-toluidine; Alicyclic amines such as butylamine, cyclopentylamine and cyclohexylamine can be mentioned.

2級アミノ基を有するアミン化合物としては、例えば、2−メチルアミノエタノール、2−エチルアミノエタノール、N−n−プロピルアミノエタノール、2−イソプロピルアミノエタノール、N−n−ブチルアミノエタノール、N−イソブチルアミノエタノール、3−エチルアミノ−1−プロパノール、3−n−プロピルアミノ−1−プロパノール、3−イソプロピルアミノ−1−プロパノール、3−n−ブチルアミノ−1−プロパノール、3−イソブチルアミノ−1−プロパノール、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等の2級アルカノールアミンや、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−(2−エチルヘキシル)アミン、ジシクロヘキシルアミン、N−メチルベンジルアミン、ジアリルアミン、モルホリン、ピペラジン、2,6−ジメチルモルホリン、2,6−ジメチルピペラジン、2−メチルピペラジン、ピペリジン、3,3−ジメチルピペリジン、2,6−ジメチルピペリジン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ピロリジン、2,5−ジメチルピロリジン、アゼチジン、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチレンイミン、5−ベンジルオキシインドール、3−アザスピロ[5,5]ウンデカン、3−アザビシクロ[3.2.2]ノナン、カルバゾール等が挙げられる。   Examples of the amine compound having a secondary amino group include 2-methylaminoethanol, 2-ethylaminoethanol, Nn-propylaminoethanol, 2-isopropylaminoethanol, Nn-butylaminoethanol, and N-isobutyl. Aminoethanol, 3-ethylamino-1-propanol, 3-n-propylamino-1-propanol, 3-isopropylamino-1-propanol, 3-n-butylamino-1-propanol, 3-isobutylamino-1- Secondary alkanolamines such as propanol, diethanolamine and diisopropanolamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, di-n-butylamine, di-sec-butylamine, dipentylamine, dihexylamine, di-n-octylamine , Di- (2-ethylhexyl) amine, dicyclohexylamine, N-methylbenzylamine, diallylamine, morpholine, piperazine, 2,6-dimethylmorpholine, 2,6-dimethylpiperazine, 2-methylpiperazine, piperidine, 3,3- Dimethylpiperidine, 2,6-dimethylpiperidine, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, pyrrolidine, 2,5-dimethylpyrrolidine, azetidine, hexamethyleneimine, heptamethyleneimine, 5-benzyloxyindole, 3-azaspiro [5,5] undecane, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, carbazole and the like.

3級アミノ基を有するアミン化合物としては、例えば、N−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン(TEA)等の3級アルカノールアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−ジアミノブタン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル等の三級アルキルアミンや、N,N−ジメチル−o−トルイジン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジメチル−m−トルイジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、ベンジルジメチルアミン、ベンジルジエチルアミン、ベンジルジプロピルアミン、ベンジルジブチルアミン、(o−メチルベンジル)ジメチルアミン、(m−メチルベンジル)ジメチルアミン、(p−メチルベンジル)ジメチルアミン、N,N−テトラメチレン−o−トルイジン、N,N−ヘプタメチレン−o−トルイジン、N,N−ヘキサメチレン−o−トルイジン、N,N−トリメチレンベンジルアミン、N,N−テトラメチレンベンジルアミン、N,N−ヘキサメチレンベンジルアミン、N,N−テトラメチレン(o−メチルベンジル)アミン、N,N−テトラメチレン(p−メチルベンジル)アミン、N,N−ヘキサメチレン(o−メチルベンジル)アミン、N,N−ヘキサメチレン(p−メチルベンジル)アミン等が挙げられる。   Examples of the amine compound having a tertiary amino group include tertiary alkanolamines such as N-methyldiethanolamine and triethanolamine (TEA), N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6-diaminohexane. Tertiary alkylamines such as N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-diaminobutane, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N-dimethyl-o-toluidine, N-dimethyl-p-toluidine, N, N-dimethyl-m-toluidine, α-picoline, β-picoline, γ-picoline, benzyldimethylamine, benzyldiethylamine, benzyldipropylamine, benzyldibutylamine, (o-methyl (Benzyl) dimethylamine, (m-methylbenzyl) dimethylamine, (p-methylbenzyl) dimethyl Amine, N, N-tetramethylene-o-toluidine, N, N-heptamethylene-o-toluidine, N, N-hexamethylene-o-toluidine, N, N-trimethylenebenzylamine, N, N-tetramethylene Benzylamine, N, N-hexamethylenebenzylamine, N, N-tetramethylene (o-methylbenzyl) amine, N, N-tetramethylene (p-methylbenzyl) amine, N, N-hexamethylene (o-methyl) Benzyl) amine, N, N-hexamethylene (p-methylbenzyl) amine and the like.

(界面活性剤)
界面活性剤としては、陽イオン性の界面活性剤、又は非イオン性の界面活性剤を用いることができる。本実施形態においては、複合ゲル合成中に沈殿しないほど粒径の小さい単分散微粒子を用いるために塩基性条件下で湿式合成する観点から陽イオン性の界面活性剤を用いることが好ましい。
(Surfactant)
As the surfactant, a cationic surfactant or a nonionic surfactant can be used. In the present embodiment, it is preferable to use a cationic surfactant from the viewpoint of performing wet synthesis under basic conditions in order to use monodispersed fine particles having a small particle size so as not to precipitate during synthesis of the composite gel.

陽イオン性の界面活性剤としては、例えば、ハロゲン化アルキルトリメチルアンモニウム、ハロゲン化アルキルトリエチルアンモニウム、ハロゲン化ジアルキルジメチルアンモニウム、ハロゲン化アルキルメチルアンモニウム、ハロゲン化アルコキシトリメチルアンモニウム等が挙げられる。また、ハロゲン化アルキルトリメチルアンモニウムとして、塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム等が挙げられる。ハロゲン化アルキルトリメチルアンモニウムとして、塩化n−ヘキサデシルトリメチルアンモニウム等が挙げられる。ハロゲン化ジアルキルジメチルアンモニウムとして、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム等が挙げられる。ハロゲン化アルキルメチルアンモニウムとして、塩化セチルメチルアンモニウム、塩化ステアリルメチルアンモニウム、塩化ベンジルメチルアンモニウム等が挙げられる。ハロゲン化アルコキシトリメチルアンモニウムとして、塩化オクタデシロキシプロピルトリメチルアンモニウム等が挙げられる。また、4級アンモニウム塩においてハロゲンが臭素であってもよい。この場合、臭化セチルトリメチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラヘキシルアンモニウム、臭化テトラヘプチルアンモニウム、臭化デシルトリメチルアンモニウム、臭化テトラ−n−オクチルアンモニウム、臭化テトラプロピルアンモニウム、臭化テトラオクチルアンモニウム、臭化テトラデシルトリメチルアンモニウム、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、臭化オクタデシルトリメチルアンモニウム、臭化ドデシルトリメチルアンモニウム、臭化デシルトリメチルアンモニウム、臭化オクチルトリメチルアンモニウム、臭化ヘキシルトリメチルアンモニウム等が挙げられる。   Examples of the cationic surfactant include alkyltrimethylammonium halide, alkyltriethylammonium halide, dialkyldimethylammonium halide, alkylmethylammonium halide, and alkoxytrimethylammonium halide. Examples of the alkyltrimethylammonium halide include lauryltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium bromide, stearyltrimethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium chloride, and behenyltrimethylammonium chloride. Examples of the alkyltrimethylammonium halide include n-hexadecyltrimethylammonium chloride. Examples of the dialkyldimethylammonium halide include distearyldimethylammonium chloride and stearyldimethylbenzylammonium chloride. Examples of the alkylmethylammonium halide include cetylmethylammonium chloride, stearylmethylammonium chloride, and benzylmethylammonium chloride. Examples of the halogenated alkoxytrimethylammonium include octadecyloxypropyltrimethylammonium chloride. In the quaternary ammonium salt, the halogen may be bromine. In this case, cetyltrimethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, tetrahexylammonium bromide, tetraheptylammonium bromide, decyltrimethylammonium bromide, tetra-n-octylammonium bromide, tetrapropylammonium bromide, Tetraoctyl ammonium, tetradecyl trimethyl ammonium bromide, hexadecyl trimethyl ammonium bromide, octadecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl trimethyl ammonium bromide, decyl trimethyl ammonium bromide, octyl trimethyl ammonium bromide, hexyl trimethyl ammonium bromide and the like. Can be

非イオン性界面活性剤としては、例えば、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのブロックコポリマー、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル等が挙げられる。   Examples of the nonionic surfactant include block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide, and polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, and polyoxyethylene stearyl ether.

CMPS合成工程においては、溶媒100重量部に対し、0.1重量部以上10重量部以下の界面活性剤を添加することが好ましく、0.5重量部以上2重量部以下の界面活性剤を添加することがより好ましい。   In the CMPS synthesis step, it is preferable to add 0.1 to 10 parts by weight of a surfactant to 100 parts by weight of a solvent, and 0.5 to 2 parts by weight of a surfactant. Is more preferable.

(ケイ素化合物)
ケイ素化合物としては、オルトケイ酸テトラメチル、オルトケイ酸テトラエチル、オルトケイ酸テトラプロピル、オルトケイ酸テトラブチル等のオルトケイ酸テトラアルキル等が挙げられる。更に、ケイ酸塩(ケイ酸ナトリウム)も挙げられる。
(Silicon compound)
Examples of the silicon compound include tetraalkyl orthosilicate such as tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, tetrapropyl orthosilicate, and tetrabutyl orthosilicate. Furthermore, a silicate (sodium silicate) is also included.

CMPS合成工程においては、溶媒100重量部に対し、0.1重量部以上10重量部以下のケイ素化合物を添加することが好ましく、0.5重量部以上2重量部以下のケイ素化合物を添加することがより好ましい。   In the CMPS synthesis step, it is preferable to add 0.1 to 10 parts by weight of a silicon compound to 100 parts by weight of a solvent, and 0.5 to 2 parts by weight of a silicon compound. Is more preferred.

(透析工程)
透析工程は、第2工程で得られた溶液(ケイ素化合物を添加して所定時間撹拌した後の溶液)を所定の容器に入れ、この容器を所定の温度の所定の溶媒若しくは溶液に所定時間、入れることで実施することができる。容器としては、例えば、半透膜(一例として、日本メディカルサイエンスにより販売されている透析用セルローズチューブ等の半透膜)を用いて構成される。また、所定の溶媒若しくは溶液としては、第2工程で得られた溶液と異なる濃度の液体であればよく、例えば、純水、所定濃度の酸とアルコールとの混合液(例えば、酢酸とエタノールとの混合液)等を用いることができる。透析工程を経ることで、未反応の界面活性剤が除去され、平均粒径が小さく、粒径分布が狭いCMPSを得ることができる。
(Dialysis process)
In the dialysis step, the solution obtained in the second step (the solution after adding the silicon compound and stirring for a predetermined time) is placed in a predetermined container, and the container is placed in a predetermined solvent or solution at a predetermined temperature for a predetermined time, Can be implemented. The container is formed using, for example, a semi-permeable membrane (for example, a semi-permeable membrane such as a dialysis cellulose tube sold by Nippon Medical Science). The predetermined solvent or solution may be a liquid having a concentration different from that of the solution obtained in the second step. For example, pure water, a mixed solution of an acid and an alcohol having a predetermined concentration (for example, acetic acid and ethanol, And the like can be used. Through the dialysis step, unreacted surfactant is removed, and a CMPS having a small average particle size and a narrow particle size distribution can be obtained.

ここで、本実施形態のCMPSは、平均粒径が10nm以上100nm以下であることが好ましく、19nm以上25nm以下であることがより好ましい。また、CMPSの粒径分布(例えば、個数換算分布)における標準偏差は平均粒径値の25%以内であることが好ましい。なお、CMPSの平均粒径、及び標準偏差は、動的光散乱法(DLS)を用いて得ることができる。また、CMPSの粒径及び形状は、透過電子顕微鏡(TEM)、及び/又は走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて計測、及び確認することもできる。   Here, the CMPS of the present embodiment preferably has an average particle size of 10 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 19 nm or more and 25 nm or less. Further, it is preferable that the standard deviation in the particle size distribution (for example, number conversion distribution) of CMPS be within 25% of the average particle size value. The average particle size and the standard deviation of the CMPS can be obtained by using a dynamic light scattering method (DLS). The particle size and shape of the CMPS can also be measured and confirmed using a transmission electron microscope (TEM) and / or a scanning electron microscope (SEM).

[複合ゲル合成工程]
複合ゲル合成工程は、溶媒に、所定濃度に調製したCMPS、重合性モノマー、架橋剤、及び開始剤を混合し、重合性モノマーの重合反応を進行させ、重合反応により合成される高分子ゲルとCMPSとの複合ゲルを合成する工程である。
[Composite gel synthesis process]
In the composite gel synthesis step, the solvent is mixed with CMPS prepared at a predetermined concentration, a polymerizable monomer, a cross-linking agent, and an initiator, the polymerization reaction of the polymerizable monomer proceeds, and a polymer gel synthesized by the polymerization reaction is mixed with the polymer gel. This is a step of synthesizing a composite gel with CMPS.

例えば、複合ゲル合成工程は、所定容器内の溶媒に重合性モノマー、架橋剤、及び開始剤と、所定濃度に調製したCMPSを添加する原料添加工程と、所定容器内の溶液に不活性雰囲気ガスを送りつつ反応を進行させるバブリング工程とを有する。なお、所定容器内の溶液はバブリング工程中、撹拌することが好ましい。バブリング工程後、容器内の内容物に所定波長の光を所定時間、照射することで本実施形態に係る複合ゲル(すなわち、CMPS−ポリマー複合ゲル)が合成される。これにより、3次元網目構造を有する高分子が溶媒を吸収した膨潤体となっている高分子ゲルが合成されると共に、CMPSと高分子とが相互作用し、CMPSが高分子ゲル中に実質的に均一に分散して高分子ゲルと複合化した複合ゲルを合成できる。   For example, the composite gel synthesis step includes a raw material addition step of adding a polymerizable monomer, a cross-linking agent, and an initiator and a CMPS prepared to a predetermined concentration to a solvent in a predetermined container, and an inert gas atmosphere in a solution in the predetermined container. And a bubbling step of allowing the reaction to proceed while feeding. The solution in the predetermined container is preferably stirred during the bubbling step. After the bubbling process, the composite gel according to the present embodiment (i.e., the CMPS-polymer composite gel) is synthesized by irradiating the content in the container with light having a predetermined wavelength for a predetermined time. As a result, a polymer gel in which a polymer having a three-dimensional network structure is swollen by absorbing a solvent is synthesized, and CMPS and the polymer interact with each other, so that CMPS is substantially contained in the polymer gel. A composite gel that is uniformly dispersed in the polymer gel and composited with the polymer gel can be synthesized.

なお、用いる重合反応は特に限定されないが、例えば、光ラジカル開始剤を用いたラジカル重合法が挙げられる。   The polymerization reaction to be used is not particularly limited, and examples include a radical polymerization method using a photoradical initiator.

(CMPSの濃度)
CMPSの濃度は、高分子ゲルとCMPSとの全体量に対して0.00001wt%以上10wt%以下が好ましく、0.0002wt%以上0.04wt%以下の濃度のCMPSを用いることがより好ましい。本実施形態に係る複合ゲルにおいては、複合ゲル全体(つまり、高分子ゲルとCMPSとの全体量)に対するCMPSの量が微量であっても所期の効果を発揮する。
(Concentration of CMPS)
The concentration of CMPS is preferably 0.00001 wt% or more and 10 wt% or less based on the total amount of the polymer gel and CMPS, and it is more preferable to use CMPS having a concentration of 0.0002 wt% or more and 0.04 wt% or less. In the composite gel according to the present embodiment, the intended effect is exhibited even if the amount of CMPS is very small relative to the entire composite gel (that is, the total amount of the polymer gel and CMPS).

(重合性モノマー)
重合性モノマーとしては、特に限定されないが、アミド基を有するモノマー、水酸基を有するモノマー、又はカルボキシル基を有するモノマー等が挙げられる。例えば、(メタ)アクリルアミド誘導体、ヒドロキシ基やアミノ基等を含有する(メタ)アクリレート、及びその他のモノマーが挙げられる。ここで、(メタ)アクリルは、メタクリル又はアクリルを示す。また、(メタ)アクリレートは、メタクリレート又はアクリレートを示す。
(Polymerizable monomer)
Examples of the polymerizable monomer include, but are not particularly limited to, a monomer having an amide group, a monomer having a hydroxyl group, and a monomer having a carboxyl group. For example, a (meth) acrylamide derivative, a (meth) acrylate containing a hydroxy group, an amino group, or the like, and other monomers can be used. Here, (meth) acryl indicates methacryl or acryl. Further, (meth) acrylate indicates methacrylate or acrylate.

((メタ)アクリルアミド誘導体)
(メタ)アクリルアミド誘導体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン、又はメタクリロイルモルホリン等が挙げられる。
((Meth) acrylamide derivative)
Examples of the (meth) acrylamide derivative include (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N, N-dipropyl (meth) acrylamide, N, N-dibutyl (Meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-dipropylaminopropyl (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N -Ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, acryloyl morpholine, methacryloyl morpholine, and the like.

(ヒドロキシ基やアミノ基等を含有する(メタ)アクリレート)
(メタ)アクリレートとしては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、又は3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
((Meth) acrylate containing hydroxy group or amino group)
Examples of the (meth) acrylate include hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, and N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate. , N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dipropylaminoethyl (meth) acrylate, (meth) acryloylmorpholine, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, or 3-hydroxypropyl (meth) acrylate and the like.

その他の重合性モノマーとしては、アクリロニトリル、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、酢酸ビニル等の水溶性のモノマーや、反応性官能基を有する(メタ)アクリレート(2−ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等)が挙げられる。これらの重合性モノマーは、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   Other polymerizable monomers include water-soluble monomers such as acrylonitrile, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, N-vinylpyrrolidone, and vinyl acetate, and (meth) acrylates (2-hydroxymethyl) having a reactive functional group. (Meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, and the like. These polymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more.

(架橋剤)
架橋剤としては、2個以上の架橋性官能基、及び/又は1個以上の極性基を分子内に有する化合物であれば各種の化合物を用いることができる。
(Crosslinking agent)
As the cross-linking agent, various compounds can be used as long as they have two or more cross-linkable functional groups and / or one or more polar groups in the molecule.

架橋剤としては、例えば、ジアリルアミン、N,N’−(1,2−ジヒドロキシエチレン)ビスアクリルアミド、2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ジビニル−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、トリアリルアミン、ビス(ビニルスルホニル)メタン、1,3−ビス(ビニルスルホニル)−2−プロパノール、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,6−ビス(アクリロイルオキシ)ヘキサン、N,N’−ビス(アクリロイル)シスタミン、ビス(ビニルスルホニル)メタン、1,3−ビス(ビニルスルホニル)−2−プロパノール、N,N’−ビス(ビニルスルホニルアセチル)エチレンジアミン、アジピン酸ジアリル、10−ウンデセン酸ビニル、trans,cis−2,6−ノナジエナール、アジピン酸ジビニル、cis−3−ヘキセン酸cis−3−ヘキセニル、2−イソプロペニル−5−メチル−5−ビニルテトラヒドロフラン、(2,7−オクタジエン−1−イル)こはく酸無水物、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル(cis−,trans−混合物);ジビニルグリコール、ジビニルスルホン、アジピン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ジアクリル酸ジエチレングリコール、ジアクリル酸エチレングリコール、ビスアクリル酸1,4−フェニレン、ジアクリル酸ポリエチレングリコール、N,N’−ジアクリロイルエチレンジアミン、N,N’−ヘキサメチレンビスアクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリルアミド;ジアクリル酸1,4−ブタンジオール等が挙げられる。これらの架橋剤は、単独で用いても、複数種類を併用してもよい。   Examples of the crosslinking agent include diallylamine, N, N '-(1,2-dihydroxyethylene) bisacrylamide, 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, and 3,9-divinyl-2. , 4,8,10-Tetraoxaspiro [5.5] undecane, triallylamine, bis (vinylsulfonyl) methane, 1,3-bis (vinylsulfonyl) -2-propanol, 1,3-divinyl-1,1 , 3,3-tetramethyldisilazane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,6-bis (acryloyloxy) hexane, N, N'-bis (acryloyl) cystamine, bis (vinylsulfonyl) methane, , 3-Bis (vinylsulfonyl) -2-propanol, N, N'-bis (vinylsulfonylacetyl) ethylenediamine Diallyl adipate, 10-vinyl undecenoate, trans, cis-2,6-nonadienal, divinyl adipate, cis-3-hexenyl cis-3-hexenoate, 2-isopropenyl-5-methyl-5-vinyltetrahydrofuran, (2,7-octadien-1-yl) succinic anhydride, diallyl 1,4-cyclohexanedicarboxylate (cis-, trans-mixture); divinyl glycol, divinyl sulfone, divinyl adipate, divinyl sebacate, diethylene glycol divinyl ether , Triethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol diacrylate, ethylene glycol diacrylate, 1,4-phenylene bisacrylate, polyethylene glycol diacrylate, N, N'-diacryloylethyl Njiamin, N, N'-hexamethylene bisacrylamide, N, N'-methylene bis-acrylamide; diacrylate 1,4-butane diol. These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.

架橋性官能基としては、例えば、ビニル基、アクリル基等が挙げられる。また、極性基としては、例えば、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、含窒素複素環基、含酸素複素環基、スズ含有基、アルコキシシリル基等が挙げられる。   Examples of the crosslinkable functional group include a vinyl group and an acrylic group. Further, as the polar group, for example, amino group, imino group, nitrile group, ammonium group, imide group, amide group, hydrazo group, azo group, diazo group, sulfide group, disulfide group, sulfonyl group, sulfinyl group, thiocarbonyl Groups, hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, epoxy group, oxycarbonyl group, nitrogen-containing heterocyclic group, oxygen-containing heterocyclic group, tin-containing group, alkoxysilyl group and the like.

本実施形態において、架橋剤は、重合性モノマー100重量部に対して、0.1重量部以上5重量部以下添加することが好ましく、0.2重量部以上1重量部以下添加することがより好ましい。   In this embodiment, the crosslinking agent is preferably added in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.2 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer. preferable.

(開始剤)
開始剤としては、高分子ゲルを構成するポリマーの合成方法に応じ、光開始剤、熱開始剤、又はレドックス開始剤等を用いることができる。
(Initiator)
As the initiator, a photoinitiator, a thermal initiator, a redox initiator, or the like can be used depending on the method of synthesizing the polymer constituting the polymer gel.

光開始剤としては、光ラジカル発生剤や、光塩基発生剤、光酸発生剤等を用いることができる。光ラジカル発生剤は、紫外線や電子線等の活性エネルギー線の照射によりラジカルを発生させる化合物である。   As the photoinitiator, a photoradical generator, a photobase generator, a photoacid generator and the like can be used. The photo radical generator is a compound that generates a radical by irradiation with an active energy ray such as an ultraviolet ray or an electron beam.

光開始剤としては、例えば、チオキサントン等を含む芳香族ケトン類、α−アミノアルキルフェノン類、α−ヒドロキシケトン類、アシルフォスフィンオキサイド類、オキシムエステル類、芳香族オニウム塩類、有機過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミン化合物等が挙げられる。これらのうち、アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤、α−アミノアルキルフェノン系重合開始剤、α−ヒドロキシケトン系重合開始剤、及びオキシムエステル系重合開始剤からなる群から選択される少なくとも1種の開始剤を用いることが好ましい。   As the photoinitiator, for example, aromatic ketones including thioxanthone and the like, α-aminoalkylphenones, α-hydroxyketones, acylphosphine oxides, oxime esters, aromatic onium salts, organic peroxides, Examples include thio compounds, hexaarylbiimidazole compounds, ketoxime ester compounds, borate compounds, azinium compounds, metallocene compounds, active ester compounds, compounds having a carbon-halogen bond, and alkylamine compounds. Among these, at least one selected from the group consisting of acylphosphine oxide-based polymerization initiators, α-aminoalkylphenone-based polymerization initiators, α-hydroxyketone-based polymerization initiators, and oxime ester-based polymerization initiators It is preferred to use an initiator.

アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤として、例えば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニル−フォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド等が挙げられる。また、α−アミノアルキルフェノン系重合開始剤として、例えば、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)−1−ブタノン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン等が挙げられる。   As acylphosphine oxide-based polymerization initiators, for example, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenyl-phosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphenyl Phosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide and the like. Examples of the α-aminoalkylphenone-based polymerization initiator include, for example, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one and 2-benzyl-2- (dimethylamino) -1 -(4-morpholinophenyl) -1-butanone, 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone and the like No.

また、α−ヒドロキシケトン系重合開始剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−1−{4−〔4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル〕−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−4’−(2−ヒドロキシエトキシ)−2−メチルプロピオフェノン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、オリゴ{2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン}等が挙げられる。   Examples of the α-hydroxyketone polymerization initiator include, for example, 2-hydroxy-1- {4- [4- (4-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] -phenyl} -2-methyl-propane -1-one, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 2-hydroxy-4 ′-(2-hydroxyethoxy) -2-methylpropiophenone, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, oligo {2- Hydroxy-2-methyl-1- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanone} and the like.

オキシムエステル系重合開始剤としては、1.2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(o−アセチルオキシム)、メタノン,エタノン,1−[9−エチル−6−(1,3−ジオキソラン,4−(2−メトキシフェノキシ)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(o−アセチルオキシム)等が挙げられる。   Examples of the oxime ester-based polymerization initiator include 1.2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2- Methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (o-acetyloxime), methanone, ethanone, 1- [9-ethyl-6- (1,3-dioxolane, 4- (2-methoxyphenoxy) ) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (o-acetyloxime) and the like.

熱開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過安息香酸t−ブチル、クメンハイドロパーオキサイト等の有機過酸化物、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物等が挙げられる。   Examples of the thermal initiator include organic peroxides such as benzoyl peroxide, t-butyl perbenzoate, cumene hydroperoxide, 2,2′-azobisisobutyronitrile, and 2,2′-azobis-. And azo compounds such as (2-methylbutyronitrile) and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile).

レドックス開始剤としては、例えば、過硫酸塩開始剤と還元剤(メタ亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、チオ尿素化合物等)との組み合わせ;有機過酸化物と第3級アミンとの組み合わせ(例えば、過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンとの組み合わせ、クメンハイドロパーオキサイドとアニリン類との組み合わせ等);有機過酸化物と遷移金属との組み合わせ等が挙げられる。   Examples of the redox initiator include a combination of a persulfate initiator and a reducing agent (sodium metabisulfite, sodium bisulfite, a thiourea compound, etc.); a combination of an organic peroxide and a tertiary amine (for example, A combination of benzoyl peroxide and dimethylaniline, a combination of cumene hydroperoxide and anilines, etc.); a combination of an organic peroxide and a transition metal.

本実施形態において、開始剤は、重合性モノマー100重量部に対して、0.1重量部以上0.5重量部以下添加することが好ましく、0.2重量部以上1重量部以下添加することがより好ましい。   In the present embodiment, the initiator is preferably added in an amount of 0.1 to 0.5 part by weight, preferably 0.2 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer. Is more preferred.

本実施形態に係る複合ゲルは、コンタクトレンズ用材料、紙おむつ用材料、人工筋肉用材料、ソフトアクチュエータを構成する材料等の様々な分野に応用できる。また、複合ゲルは、柔軟性及び強度の双方を要する部品の素材としての応用が期待される。   The composite gel according to this embodiment can be applied to various fields such as a material for a contact lens, a material for a disposable diaper, a material for an artificial muscle, and a material constituting a soft actuator. Further, the composite gel is expected to be applied as a material for components that require both flexibility and strength.

<実施の形態の効果>
本実施の形態に係る複合ゲルにおいては、CMPSと重合性モノマーとを共存させる段階を経て合成されるので、重合性モノマーの一部がCMPSのメソ孔内に吸い込まれることにより、溶液中のモノマー量が減少させることができる。したがって、この状態で重合反応を進行させることができるので、CMPSの高い分散性を保ったまま、CMPSを高分子ゲル内に固定させることができる。これにより、本実施形態に係る複合ゲルの製造方法においては、CMPSが複合ゲル中に実質的に均一に分散された複合ゲルを合成することができ、微量のCMPSを添加するだけで、この複合ゲルの機械的強度(破壊応力、破壊歪み)を大幅に向上させることや各種物性を制御することができる。
<Effects of Embodiment>
In the composite gel according to the present embodiment, since synthesis is performed through a step in which CMPS and a polymerizable monomer coexist, a part of the polymerizable monomer is sucked into the mesopores of the CMPS, so that the monomer in the solution is The amount can be reduced. Therefore, since the polymerization reaction can proceed in this state, the CMPS can be fixed in the polymer gel while maintaining the high dispersibility of the CMPS. Thereby, in the method for producing a composite gel according to the present embodiment, a composite gel in which CMPS is substantially uniformly dispersed in the composite gel can be synthesized, and the composite gel can be synthesized only by adding a small amount of CMPS. It can greatly improve the mechanical strength (fracture stress, fracture strain) of the gel and control various physical properties.

以下、実施例を用い、本実施形態に係る複合ゲル、及びその製造方法について具体的に説明する。   Hereinafter, the composite gel according to the present embodiment and the method for producing the same will be specifically described using examples.

[CMPSの合成]
トリエタノールアミン0.42g、臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTABr)2.0g、及び純水240mlを混合した溶液を80℃で30分撹拌した。続いて、この溶液にオルトケイ酸テトラエチル2.44mlを加えて80℃で2時間撹拌した。これにより、細孔にCTABrが充填されたCMPS溶液を合成した(以下、「透析前のCMPS溶液」と称する。)。続いて、CMPS溶液50mlに対し、2M酢酸とエタノールとの混合液250mlを用いて5日間透析した。なお、2M酢酸とエタノールとの混合割合は、体積比で1:1である。更に、純水250mlを用いて2日間透析した。これにより、実施例に係るCMPSを得た。
[Synthesis of CMPS]
A solution obtained by mixing 0.42 g of triethanolamine, 2.0 g of cetyltrimethylammonium bromide (CTABr), and 240 ml of pure water was stirred at 80 ° C. for 30 minutes. Subsequently, 2.44 ml of tetraethyl orthosilicate was added to this solution, followed by stirring at 80 ° C. for 2 hours. As a result, a CMPS solution in which pores were filled with CTABr was synthesized (hereinafter, referred to as a “CMPS solution before dialysis”). Subsequently, 50 ml of the CMPS solution was dialyzed for 5 days using 250 ml of a mixture of 2M acetic acid and ethanol. The mixing ratio of 2M acetic acid and ethanol is 1: 1 by volume. Furthermore, dialysis was performed for 2 days using 250 ml of pure water. Thereby, the CMPS according to the example was obtained.

[複合ゲルの合成]
まず、N−イソプロピルアクリルアミド2.0g、架橋剤としての0.01g/mlのN,N’−メチレンビスアクリルアミド溶液1.0ml、所定量の0.19wt%に調製したCMPS、開始剤としての2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン10μl、及び純水を全体量が10mlになるように加えた溶液を調製した。次に、この溶液に窒素を20分間送り込んだ(窒素バブリング)。続いて、この溶液を、窒素雰囲気下で24時間攪拌した後、容量1mlの直方体の型(サイズ:1mm×10mm×100mm)に入れ、紫外光(光源:東芝FL10BLB、ピーク波長:352nm)を15分照射した。これにより、CMPS/ポリN−イソプロピルアクリルアミド(PNIPA)複合ゲルを得た。
[Synthesis of composite gel]
First, 2.0 g of N-isopropylacrylamide, 1.0 ml of a 0.01 g / ml N, N′-methylenebisacrylamide solution as a cross-linking agent, a predetermined amount of 0.19 wt% of CMPS, A solution was prepared by adding 10 μl of -hydroxy-2-methylpropiophenone and pure water to a total volume of 10 ml. Next, nitrogen was bubbled into the solution for 20 minutes (nitrogen bubbling). Subsequently, this solution was stirred under a nitrogen atmosphere for 24 hours, and then placed in a rectangular parallelepiped mold (size: 1 mm × 10 mm × 100 mm) having a capacity of 1 ml, and irradiated with ultraviolet light (light source: Toshiba FL10BLB, peak wavelength: 352 nm) for 15 hours. Minutes. Thus, a CMPS / poly N-isopropylacrylamide (PNIPA) composite gel was obtained.

なお、CMPSの添加量は、実施例1:10μl、実施例2:100μl、実施例3:250μl、実施例4:2.0mlとした。また、比較例1として、CMPSを添加しないゲル(CMPSの添加量:0ml)も上記と同様にして合成した。すなわち、実施例1に係る複合ゲルのCMPS濃度は0.0002wt%であり、実施例2では0.002wt%であり、実施例3では0.005wt%であり、実施例4では0.04wt%である。   In addition, the addition amount of CMPS was 10 μl in Example 1: 100 μl in Example 2, 250 μl in Example 3: 2.0 ml in Example 4. As Comparative Example 1, a gel without the addition of CMPS (the amount of CMPS added: 0 ml) was also synthesized in the same manner as described above. That is, the CMPS concentration of the composite gel according to Example 1 was 0.0002 wt%, that of Example 2 was 0.002 wt%, that of Example 3 was 0.005 wt%, and that of Example 4 was 0.04 wt%. It is.

[CMPS目視観察]
CMPSの合成で得られたCMPS溶液(純水に分散したCMPS)を目視で観察した。その結果、CMPS溶液は無色透明であった。したがって、CMPSが凝集せず、溶媒中に高い分散性で分散していることが確認された。
[Visual observation of CMPS]
The CMPS solution (CMPS dispersed in pure water) obtained by synthesis of CMPS was visually observed. As a result, the CMPS solution was colorless and transparent. Therefore, it was confirmed that the CMPS did not aggregate and was dispersed in the solvent with high dispersibility.

[CMPS粒径測定(DLS)]
CMPSの合成で得られたCMPSについてDLS測定した(用いた測定装置は、大塚電子株式会社製のダイナミック光散乱光度計DLS8000。測定条件はHe−Neレーザー、積算回数1000回、温度25℃)。測定した結果、得られたCMPSは、平均粒径が21.8nmであり、標準偏差が5.3nmであった。したがって、CMPSの粒径が約20nmと小さく、粒径分布が狭いことが確認された。
[CMPS particle size measurement (DLS)]
DLS measurement was performed on the CMPS obtained by synthesizing the CMPS (the measuring apparatus used was a dynamic light scattering photometer DLS8000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. The measurement conditions were a He-Ne laser, the number of times of integration was 1,000 times, and the temperature was 25 ° C). As a result of the measurement, the obtained CMPS had an average particle size of 21.8 nm and a standard deviation of 5.3 nm. Therefore, it was confirmed that the particle size of CMPS was as small as about 20 nm and the particle size distribution was narrow.

[CMPS粒径測定(SEM、TEM)]
図1は、実施例に係るCMPSのSEM像であり、図2は、実施例に係るCMPSのTEM像である。
[CMPS particle size measurement (SEM, TEM)]
FIG. 1 is an SEM image of the CMPS according to the example, and FIG. 2 is a TEM image of the CMPS according to the example.

CMPSの合成で得られたCMPSについてSEM観察、TEM観察をした。SEM観察は日立ハイテクノロジーズ社製SU9000を用いた。また、TEM観察は日本電子社製 JEM−2010を用いた。   The SEM observation and the TEM observation were performed on the CMPS obtained by the synthesis of the CMPS. For SEM observation, SU9000 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation was used. For TEM observation, JEM-2010 manufactured by JEOL Ltd. was used.

図1に示すように、SEM像(倍率:400倍)において、得られたCMPSは凹凸を有する球状粒子であり、粒径が20nm前後の粒子であることが確認された。また、図2に示すように、TEM像(倍率:1000倍)において、得られたCMPSは粒子内に孔を有していることが確認された。   As shown in FIG. 1, in the SEM image (magnification: 400 times), it was confirmed that the obtained CMPS was spherical particles having irregularities and particles having a particle size of about 20 nm. Further, as shown in FIG. 2, it was confirmed in the TEM image (magnification: 1000 times) that the obtained CMPS had pores in the particles.

[FT−IR(CMPS合成の透析前後での変化)]
CMPSの合成において、透析前のCMPS溶液と、透析後に得られたCMPS溶液とのそれぞれについてFT−IR測定をした。FT−IR測定には、アジレントテクノロジー株式会社製のフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)Cary670を用い、測定条件はKBr法である。
[FT-IR (change of CMPS synthesis before and after dialysis)]
In the synthesis of CMPS, FT-IR measurement was performed on each of the CMPS solution before dialysis and the CMPS solution obtained after dialysis. For the FT-IR measurement, a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR) Cary670 manufactured by Agilent Technologies, Inc. is used, and the measurement condition is the KBr method.

測定した結果、透析前のCMPS溶液では確認されたメチレン基に帰属するピークが、透析後のCMPS溶液では消失していることが確認された。これにより、透析後においては界面活性剤が除去されたことが確認された。   As a result of the measurement, it was confirmed that the peak attributed to the methylene group confirmed in the CMPS solution before dialysis disappeared in the CMPS solution after dialysis. This confirmed that the surfactant was removed after dialysis.

[複合ゲルの引張試験]
図3は、実施例に係る複合ゲル、及び比較例に係るゲルの引張試験の結果を示す。図3は、横軸が破断歪み(%)、縦軸が破断応力(kPa)を示す。
[Tension test of composite gel]
FIG. 3 shows the results of a tensile test of the composite gel according to the example and the gel according to the comparative example. In FIG. 3, the horizontal axis shows the breaking strain (%), and the vertical axis shows the breaking stress (kPa).

実施例1〜4に係る複合ゲル、及び比較例1に係るゲルそれぞれについて引張試験した。具体的に、実施例1〜4に係る複合ゲル、及び比較例1に係るゲルのそれぞれについて、1mm×10mm×100mmの長方形状の試験片を作製した。   Tensile tests were performed on each of the composite gel according to Examples 1 to 4 and the gel according to Comparative Example 1. Specifically, a rectangular test piece of 1 mm × 10 mm × 100 mm was produced for each of the composite gels according to Examples 1 to 4 and the gel according to Comparative Example 1.

また、引張試験は、株式会社オリエンテック製のシングルコラム型材料試験機STA−1150を用いて実施した。実施例1〜4に係る複合ゲルの試験片若しくは比較例1に係るゲルの試験片の両端をジョウで挟んで固定し、23±2℃相対湿度50±5%、引張速度5mm/minで引張試験し、破断歪み(%)、破断応力(kPa)、弾性率(kPa)を測定した。なお、弾性率は応力の初期値の傾きから求めることで測定した。   The tensile test was performed using a single column type material tester STA-1150 manufactured by Orientec Co., Ltd. Fix both ends of the test piece of the composite gel according to Examples 1 to 4 or the test piece of the gel according to Comparative Example 1 with a jaw, and pull at 23 ± 2 ° C. relative humidity 50 ± 5% at a pulling speed of 5 mm / min. A test was performed to measure the breaking strain (%), the breaking stress (kPa), and the elastic modulus (kPa). In addition, the elastic modulus was measured by obtaining from the gradient of the initial value of the stress.

その結果、図3に示すように、CMPSを添加しない比較例1に係る試験片の破断応力が11.4kPaであり、破断歪が56.7%であり、弾性率が29.3kPaであるところ、実施例1に係る試験片の破断応力は36.7kPaであり、破断歪が305%であり、弾性率が20.6kPaであった。すなわち、実施例1に係る試験片においては、比較例1に比べ、破断応力が3.2倍になり、破断歪が5.4倍と向上することが確認された。   As a result, as shown in FIG. 3, the test piece according to Comparative Example 1 to which CMPS was not added had a breaking stress of 11.4 kPa, a breaking strain of 56.7%, and an elastic modulus of 29.3 kPa. The breaking stress of the test piece according to Example 1 was 36.7 kPa, the breaking strain was 305%, and the elastic modulus was 20.6 kPa. That is, in the test piece according to Example 1, it was confirmed that the breaking stress was 3.2 times and the breaking strain was improved to 5.4 times as compared with Comparative Example 1.

また、実施例2に係る試験片では、破断応力が23.5kPaであり、破断歪が224%であり、弾性率は23.3kPaであった。また、実施例3に係る試験片では、破断応力が13.4kPaであり、破断歪が103%であり、弾性率は21.5kPaであった。更に、実施例4に係る試験片では、破断応力が11.2kPaであり、破断歪が90%であり、弾性率は21.0kPaであった。   Further, in the test piece according to Example 2, the breaking stress was 23.5 kPa, the breaking strain was 224%, and the elastic modulus was 23.3 kPa. In the test piece according to Example 3, the breaking stress was 13.4 kPa, the breaking strain was 103%, and the elastic modulus was 21.5 kPa. Further, in the test piece according to Example 4, the breaking stress was 11.2 kPa, the breaking strain was 90%, and the elastic modulus was 21.0 kPa.

以上より、実施例に係る複合ゲルにおいては、平均粒径が小さく、粒径分布が極めて狭いCMPSを含み、CMPSが凝集せずに分散性が高いことが示され、また、複合ゲルはCMPSと高分子との複合化により、CMPSを含まない場合に比べて複合ゲルの弾性率をほぼ変化させずに、破断応力、及び/又は破断歪を大幅に向上させることができることが示された。特に、実施例1に示すように、CMPSの濃度が微小である場合に、破断応力、及び破断歪みが顕著に増加することが示された。   From the above, in the composite gel according to the examples, it is shown that the average particle size is small, the particle size distribution contains CMPS, and the CMPS has high dispersibility without agglomeration. It was shown that the composite with the polymer can significantly improve the rupture stress and / or rupture strain without substantially changing the elastic modulus of the composite gel as compared with the case without CMPS. In particular, as shown in Example 1, when the concentration of CMPS was very small, it was shown that the breaking stress and the breaking strain were significantly increased.

以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。   The embodiments and examples of the present invention have been described above, but the embodiments and examples described above do not limit the invention according to the claims. Also, it should be noted that not all combinations of the features described in the embodiments and examples are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention.

Claims (7)

溶媒にアミン化合物、界面活性剤、及びケイ素化合物を混合し、少なくとも一部の細孔に前記ケイ素化合物が充填されたコロイド状MPS(CMPS)を合成するCMPS合成工程と、
所定濃度に調製した前記CMPS、溶媒、重合性モノマー、架橋剤、及び開始剤を混合し、前記重合性モノマーの重合反応を進行させ、前記重合反応により合成される高分子ゲルと前記CMPSとの複合ゲルを合成する複合ゲル合成工程と
を備える複合ゲルの合成方法。
A CMPS synthesis step of mixing an amine compound, a surfactant, and a silicon compound in a solvent to synthesize a colloidal MPS (CMPS) in which at least a part of the pores is filled with the silicon compound;
The CMPS prepared at a predetermined concentration, a solvent, a polymerizable monomer, a cross-linking agent, and an initiator are mixed, and the polymerization reaction of the polymerizable monomer is advanced, and the polymer gel synthesized by the polymerization reaction and the CMPS are mixed. A composite gel synthesis step of synthesizing a composite gel.
前記複合ゲル合成工程が、前記CMPSの細孔内に前記重合性モノマーの少なくとも一部を吸い込ませる請求項1に記載の複合ゲルの合成方法。   The method for synthesizing a composite gel according to claim 1, wherein the composite gel synthesizing step causes at least a part of the polymerizable monomer to be sucked into pores of the CMPS. 前記CMPS合成工程が、前記CMPSを透析する透析工程
を含む請求項1又は2に記載の複合ゲルの合成方法。
The method for synthesizing a composite gel according to claim 1 or 2, wherein the CMPS synthesis step includes a dialysis step of dialyzing the CMPS.
前記複合ゲル合成工程が、0.00001wt%以上10wt%以下の濃度の前記CMPSを用いる請求項1〜3のいずれか1項に記載の複合ゲルの合成方法。   The method for synthesizing a composite gel according to any one of claims 1 to 3, wherein the composite gel synthesis step uses the CMPS at a concentration of 0.00001 wt% or more and 10 wt% or less. 前記CMPSが、平均粒径が10nm以上500nm以下であって、粒径分布における標準偏差が平均粒径値の50%以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の複合ゲルの合成方法。   The synthesis of the composite gel according to any one of claims 1 to 4, wherein the CMPS has an average particle size of 10 nm or more and 500 nm or less, and a standard deviation in the particle size distribution is 50% or less of the average particle size value. Method. 平均粒径が10nm以上500nm以下であって、粒径分布における標準偏差が平均粒径値の50%以下であるコロイド状MPS(CMPS)と、
3次元網目構造を有する高分子が溶媒を吸収した膨潤体となっている高分子ゲルと
を含有し、
前記CMPSと前記高分子とが相互作用し、前記CMPSが前記高分子ゲル中に実質的に均一に分散することで前記高分子ゲルと複合化している複合ゲル。
A colloidal MPS (CMPS) having an average particle size of 10 nm or more and 500 nm or less and a standard deviation in the particle size distribution of 50% or less of the average particle size value;
A polymer gel having a swelling body in which a polymer having a three-dimensional network structure has absorbed a solvent,
A composite gel in which the CMPS interacts with the polymer, and the CMPS is substantially uniformly dispersed in the polymer gel to form a composite with the polymer gel.
前記高分子が、ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)であり、
前記溶媒が、水である請求項6に記載の複合ゲル。
The polymer is poly (N-isopropylacrylamide),
The composite gel according to claim 6, wherein the solvent is water.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111363070A (en) * 2020-03-11 2020-07-03 长江大学 Medium-low temperature gel for stratum plugging based on cationic cross-linking agent

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001131249A (en) * 1999-11-09 2001-05-15 Japan Chemical Innovation Institute Organic gel-spherical inorganic porous particle composite and method for preparing the same
JP2006027985A (en) * 2004-07-21 2006-02-02 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Method for producing spherical silica-based mesoporous body
JP2010173894A (en) * 2009-01-29 2010-08-12 Hiroshima Univ Method for producing mesoporous silica nanoparticle
WO2017013182A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 Luxembourg Institute Of Science And Technology (List) Highly aminated self-assembling functionalized mesoporous silica nanoparticles and method of synthesis

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001131249A (en) * 1999-11-09 2001-05-15 Japan Chemical Innovation Institute Organic gel-spherical inorganic porous particle composite and method for preparing the same
JP2006027985A (en) * 2004-07-21 2006-02-02 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Method for producing spherical silica-based mesoporous body
JP2010173894A (en) * 2009-01-29 2010-08-12 Hiroshima Univ Method for producing mesoporous silica nanoparticle
WO2017013182A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 Luxembourg Institute Of Science And Technology (List) Highly aminated self-assembling functionalized mesoporous silica nanoparticles and method of synthesis

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111363070A (en) * 2020-03-11 2020-07-03 长江大学 Medium-low temperature gel for stratum plugging based on cationic cross-linking agent
CN111363070B (en) * 2020-03-11 2022-12-09 长江大学 Medium-low temperature gel for stratum plugging based on cationic cross-linking agent

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