JP3094693B2 - 両性イオン型高分子ゲル、両性イオン型高分子ゲル膜及びその製造法 - Google Patents

両性イオン型高分子ゲル、両性イオン型高分子ゲル膜及びその製造法

Info

Publication number
JP3094693B2
JP3094693B2 JP30115292A JP30115292A JP3094693B2 JP 3094693 B2 JP3094693 B2 JP 3094693B2 JP 30115292 A JP30115292 A JP 30115292A JP 30115292 A JP30115292 A JP 30115292A JP 3094693 B2 JP3094693 B2 JP 3094693B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
polymer gel
graft copolymer
polymer
film
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP30115292A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06145464A (ja
Inventor
安久 塚原
哲也 中村
義隆 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NOF Corp
Original Assignee
NOF Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NOF Corp filed Critical NOF Corp
Priority to JP30115292A priority Critical patent/JP3094693B2/ja
Publication of JPH06145464A publication Critical patent/JPH06145464A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3094693B2 publication Critical patent/JP3094693B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な架橋性高分子よ
りなる吸水性材料、特に、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、イオン交換樹脂などに利用可能な両性イ
オン型高分子ゲル、両性イオン型高分子ゲル膜及びその
製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】今までに、多くの架橋性高分子よりなる
吸水性材料に関する報告がなされている。例えば、高分
子論文集、Vol.39,No.4,pp.187(19
82)には、2−ヒドロキシメタクリレートと末端に重
合可能な二重結合を有する反応性ポリスチレンとを共重
合し、その共重合体を成膜して得られたヒドロゲル膜
が、抗凝血性を示すことが開示されている。また、高分
子論文集、Vol.46,No.10,pp.603(1
989)には、ポリアクリル酸と、ポリアリルアミン塩
酸塩と、ポリビニルアルコールとの混合水溶液を繰り返
し凍結解凍することにより両性イオン型高分子ゲルが得
られることが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ヒドロゲル膜は非イオン型高分子ゲルであるため酸性あ
るいはアルカリ性での膨潤挙動に変化を示さない。ま
た、前述の両性イオン型高分子ゲルを製造するには繰り
返し凍結解凍するという非常に煩雑かつ手間のかかる工
程が必要であり、製造が困難であるという欠点がある。
その他一般に高分子ゲルは化学結合による架橋のため溶
媒に再溶解できないので、膜の再生または再成形が困難
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、塩基性
基を有し水溶性である主鎖と水に対し不溶性である側鎖
とからなるグラフトコポリマー及び酸性基を有し水溶性
である主鎖と水に対し不溶性である側鎖とからなるグラ
フトコポリマーの両グラフトコポリマー混合物を主成分
とする両性イオン型高分子ゲルが提供される。
【0005】また、本発明によれば塩基性基を有し水溶
性である主鎖と水に対し不溶性である側鎖とからなるグ
ラフトコポリマー及び酸性基を有し水溶性である主鎖と
水に対し不溶性である側鎖とからなるグラフトコポリマ
ーの両グラフトコポリマー混合物を主成分とする両性イ
オン型高分子ゲル膜が提供される。
【0006】更にまた、本発明によれば両性イオン型高
分子ゲル膜を製造するにあたり、塩基性基を有し水溶性
である主鎖と水に対し不溶性である側鎖とからなるグラ
フトコポリマー及び酸性基を有し水溶性である主鎖と水
に対し不溶性である側鎖とからなるグラフトコポリマー
の両グラフトコポリマーを溶媒に溶解し、次いでキャス
ト法にて成膜することを特徴とする両性イオン型高分子
ゲル膜の製造法が提供される。
【0007】次に、本発明を更に詳細に説明する。
【0008】本発明で用いられるグラフトコポリマーと
は、塩基性基を有し水溶性である主鎖と水に対し不溶性
である側鎖とからなるグラフトコポリマー及び酸性基を
有し水溶性である主鎖と水に対し不溶性である側鎖とか
らなるグラフトコポリマーである。その平均分子量(重
量平均)は成膜性があれば特に限定されるものではない
が、好ましくは10,000〜7,000,000、更
に好ましくは50,000〜2,000,000であ
る。10,000未満では、成膜性が劣る場合があり、
一方7,000,000を越えると、合成が困難となる
場合がある。また、側鎖の分子量は、1,000〜20
0,000が好ましいが、更に好ましくは2,000〜
50,000である。1,000未満では、両性イオン
型高分子ゲル膜を水に膨潤させようとすると溶解してし
まう傾向があり、また200,000を越えると、合成
上困難となることがある。
【0009】酸性基を有し水溶性である本発明のグラフ
トコポリマーの主鎖に用いられる重合可能な単量体とし
ては、カルボン酸基、スルホン酸基及びリン酸基を有す
るものを例示することができる。具体的には、(メタ)
アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、グルタコン酸、
アコニット酸、シトラコン酸、メサコン酸、フマル酸、
チグリン酸、クロトン酸、ムコン酸、イソクロトン酸、
3−ブテン酸、桂皮酸、アビエチン酸、無水マレイン
酸、無水イタコン酸、スチレンスルホン酸、2−(メ
タ)アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホ
ン酸、ビニルスルホン酸あるいは、これらの置換体もし
くは誘導体などが挙げられる。塩基性基を有し水溶性で
ある本発明のグラフトコポリマーの主鎖に用いられる重
合可能な単量体としては、アミノ基を有するものを例示
することができる。具体的には、ビニルピリジン、N,
N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,
N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、
N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、
N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミ
ド、ビニルカルバゾール、ビニルイミダゾール、(4−
ビニルベンジル)ジメチルアミン、アリルアミン、t−
ブチルアミノエチル(メタ)アクリレートあるいは、こ
れらの置換体もしくは誘導体などが挙げられる。
【0010】水に対し不溶性の側鎖を形成する単量体と
しては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)
アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イ
ソプロピル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)ア
クリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エチ
ルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)
アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、デシ
ル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレー
ト、ステアリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ
ルプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)
アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート、2,3−ジブロムプロピル(メ
タ)アクリレート、酢酸ビニル、スチレン、α−メチル
スチレン、2,2−ビス[(メタ)アクリロイルオキシ
ポリエトキシフェニル]プロパン、2,2’−ビス[4
−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポ
キシ)フェニル]プロパン、(メタ)アクリロニトリ
ル、アクロレイン、あるいは、これらの置換体もしくは
誘導体などが挙げられる。
【0011】本発明におけるグラフトコポリマーの合成
法としては、レドックス反応(セリウム塩などを開始
剤)を用いる方法、パーオキシド基を含む重合体を用い
る方法、ジアゾ基を含む重合体を用いる方法、二重結合
を含む重合体を用いる方法、メルカプト基を用いる方
法、酸発生基を含む重合体を用いる方法、マクロモノマ
ーを用いる方法、高分子間の縮合反応を用いる方法など
が挙げられる。また(共)重合反応方法としては公知の
ラジカル重合、イオン重合、光重合などを用いることが
できる。
【0012】得られた塩基性基を有し水溶性である主鎖
と水に対し不溶性である側鎖とからなるグラフトコポリ
マー及び酸性基を有し水溶性である主鎖と水に対し不溶
性である側鎖とからなるグラフトコポリマーの両グラフ
トコポリマー混合物を得るには、各グラフトコポリマー
を所定量採取し適当な溶媒にて溶解するのが望ましい。
この場合、両グラフトコポリマーの混合比は特に限定さ
れるものではなく、用途に合わせて必要に応じた量であ
れば良いが、両性イオン型高分子ゲルとしての特性を考
慮すると、モル比に於いて塩基性基含有単量体/酸性基
含有単量体は1/99〜99/1が好ましく、更に好ま
しくは10/90〜90/10である。塩基性基含有単
量体または酸性基含有単量体が1未満では、両性イオン
型高分子ゲルとしての特徴が消失し、単なる陽イオンま
たは陰イオン性の高分子ゲルとなる傾向がある。また溶
媒としては、両グラフトコポリマーの混合物が溶解し更
にキャスト法により成膜化が可能なものであれば特に限
定されるものではないが、好ましくは、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジ
エチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラ
ン、クロロホルム、塩化メチレン、エーテル、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、アセトニトリル及びこれらの
混合液などがあげられる。この溶液を、適当な基板上に
流し込み溶媒を蒸発させるのが望ましい。該基板として
は特に限定されるものではないが、テフロンを基板にす
れば、フィルムの剥離が容易である。また、溶媒の蒸発
時の温度は、特に限定されるものではないが、好ましく
は0〜300℃、より好ましくは10〜100℃であ
る。溶媒が蒸発した後、場合によっては、更に真空乾燥
などの処理を行っても良い。0℃未満では、溶媒の蒸発
が非常に遅く不経済である。また、300℃を越える
と、ポリマーが酸化などの変性を起こすので好ましくな
い。以上の操作により本発明の両性イオン型高分子ゲル
膜を調製することができる。このようにして調製された
本発明の新規な両性イオン型高分子ゲル膜は、その膜厚
を溶液濃度または基板上に流し込む溶液量により自由に
制御でき、また、両性イオン型高分子ゲルとして特徴的
なpH変化に伴う膨潤挙動の変化を示す。
【0013】
【発明の効果】塩基性基を有し水溶性である特定のグラ
フトコポリマーと酸性基を有し水溶性である特定のグラ
フトコポリマーの両グラフトコポリマーの混合物として
得られる本発明の両性イオン型高分子ゲルは、pHの変
化に伴って特異な膨潤挙動を示すので、吸水性材料、特
に、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
換樹脂などに応用できる。また本発明の両性イオン型高
分子ゲルは、従来法と比べ非常に簡便なキャスト法で成
膜することが可能である。また、本発明に伴い、任意の
塩基性基または酸性基セグメント、場合によっては3個
以上の塩基性基または酸性基セグメントを導入すること
も可能である。更に、高分子ゲルは従来再生または再利
用が不可能であったが本発明の高分子ゲルは、溶媒を選
択することにより再溶解できまた更に再成膜化も可能で
ある。
【0014】
【実施例】次に参考例、実施例によって具体的に説明す
る。分子量はGPC法(ゲルパーミエーションクロマト
グラフ法)による重量平均分子量を表わす。
【0015】
【参考例1】スチレンの重合体で、片末端がメタクリレ
ートであるマクロモノマー(数平均分子量=6,00
0)1g、アクリル酸1g、2,2’−アゾビスイソブ
チロニトリル0.05g及びN,N−ジメチルホルムア
ミド15gを封管中に入れ、脱気操作後封管し、60℃
で12時間重合した。得られた重合体のGPCによるポ
リスチレン換算分子量は、408,000であった。
【0016】
【参考例2】スチレンの重合体で、片末端がメタクリレ
ートであるマクロモノマー(数平均分子量=6,00
0)1g、メタクリル酸1g、2,2’−アゾビスイソ
ブチロニトリル0.05g及びN,N−ジメチルホルム
アミド15gを封管中に入れ、脱気操作後封管し、60
℃で12時間重合した。得られた重合体のGPCによる
ポリスチレン換算分子量は、358,000であった。
【0017】
【参考例3】スチレンの重合体で、片末端がメタクリレ
ートであるマクロモノマー(数平均分子量=6,00
0)1g、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート
1g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.00
5g及び酢酸エチル5gを封管中に入れ、脱気操作後封
管し、60℃で12時間重合した。得られた重合体のG
PCによるポリスチレン換算分子量は、488,000
であった。
【0018】
【参考例4】メチルメタクリレートの重合体で、片末端
がメタクリレートであるマクロモノマー(数平均分子量
=6,000)1g、アクリル酸1g、2,2’−アゾ
ビスイソブチロニトリル0.05g及びN,N−ジメチ
ルホルムアミド15gを封管中に入れ、脱気操作後封管
し、60℃で12時間重合した。得られた重合体のGP
Cによるポリスチレン換算分子量は、381,000で
あった。
【0019】
【参考例5】メチルメタクリレートの重合体で、片末端
がメタクリレートであるマクロモノマー(数平均分子量
=6,000)1g、N,N−ジメチルアミノエチルメ
タアクリレート1g、2,2’−アゾビスイソブチロニ
トリル0.005g及び酢酸エチル5gを封管中に入
れ、脱気操作後封管し、60℃で12時間重合した。得
られた重合体のGPCによるポリスチレン換算分子量
は、328,000であった。
【0020】参考例1,2,3,4及び5より得られた
グラフトコポリマーを用いて下記の実験を行いそれぞれ
pH=2,6,10における水に対する膨潤度を測定し
た。
【0021】
【実施例1】参考例1のポリマー0.3gと参考例3の
ポリマー0.3gとを、N,N−ジメチルホルムアミド
6mlに溶解し、この溶液を、5cm四方のテフロン板
上に滴下し、50℃で24時間放置した。膜をテフロン
板から剥離し、50℃で真空乾燥を24時間行った。膜
厚は120μmであった。膨潤度を表1に示す。ここで
膨潤度とは、得られた膜を所定のpH状態の水に25℃
で24時間浸漬、膨潤させた後、重量を測定したもので
あり、式1に従い求めたものである。
【0022】
【表1】
【0023】
【数1】
【0024】
【実施例2】参考例1のポリマー0.35gと参考例3
のポリマー0.15gとを、N,N−ジメチルホルムア
ミド6mlに溶解し、この溶液を、5cm四方のテフロ
ン板上に滴下し、50℃で24時間放置した。膜をテフ
ロン板から剥離し、50℃で真空乾燥を24時間行っ
た。膜厚は90μmであった。膨潤度を表2に示す。こ
こで膨潤度とは、得られた膜を所定のpH状態の水に2
5℃で24時間浸漬、膨潤させた後、重量を測定したも
のであり、式1に従い求めたものである。
【0025】
【表2】
【0026】
【実施例3】参考例1のポリマー0.1gと参考例3の
ポリマー0.2gとを、N,N−ジメチルホルムアミド
6mlに溶解し、この溶液を、5cm四方のテフロン板
上に滴下し、50℃で24時間放置した。膜をテフロン
板から剥離し、50℃で真空乾燥を24時間行った。膜
厚は70μmであった。膨潤度を表3に示す。ここで膨
潤度とは、得られた膜を所定のpH状態の水に25℃で
24時間浸漬、膨潤させた後、重量を測定したものであ
り、式1に従い求めたものである。
【0027】
【表3】
【0028】
【実施例4】参考例2のポリマー0.3gと参考例3の
ポリマー0.3gとを、N,N−ジメチルホルムアミド
6mlに溶解し、この溶液を、5cm四方のテフロン板
上に滴下し、50℃で24時間放置した。膜をテフロン
板から剥離し、50℃で真空乾燥を24時間行った。膜
厚は150μmであった。膨潤度を表4に示す。ここで
膨潤度とは、得られた膜を所定のpH状態の水に25℃
で24時間浸漬、膨潤させた後、重量を測定したもので
あり、式1に従い求めたものである。
【0029】
【表4】
【0030】
【実施例5】参考例4のポリマー0.3gと参考例5の
ポリマー0.3gとを、N,N−ジメチルホルムアミド
6mlに溶解し、この溶液を、5cm四方のテフロン板
上に滴下し、50℃で24時間放置した。膜をテフロン
板から剥離し、50℃で真空乾燥を24時間行った。膜
厚は110μmであった。膨潤度を表5に示す。ここで
膨潤度とは、得られた膜を所定のpH状態の水に25℃
で24時間浸漬、膨潤させた後、重量を測定したもので
あり、式1に従い求めたものである。
【0031】
【表5】
【0032】
【実施例6】実施例1と同様にして得られた膜を、N,
N−ジメチルホルムアミド8mlに溶解し、この溶液
を、5cm四方のテフロン板上に滴下し、50℃で24
時間放置した。膜をテフロン板から剥離し、50℃で真
空乾燥を24時間行った。膜厚は100μmであった。
膨潤度を表6に示す。ここで膨潤度とは得られた膜を所
定のpH状態の水に25℃で24時間浸漬、膨潤させた
後、重量を測定したものであり、式1に従い求めたもの
である。
【0033】
【表6】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−112479(JP,A) 特開 昭61−145213(JP,A) 特開 昭58−79006(JP,A) 特開 昭52−17594(JP,A) 特開 昭50−9584(JP,A) 特開 昭50−115185(JP,A) 特開 昭49−107392(JP,A) 特開 昭49−90743(JP,A) 特開 平4−112812(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 51/00 B29C 41/12 C08J 5/18 B29K 96:02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩基性基を有し水溶性である主鎖と水に
    対し不溶性である側鎖とからなるグラフトコポリマー及
    び酸性基を有し水溶性である主鎖と水に対し不溶性であ
    る側鎖とからなるグラフトコポリマーの両グラフトコポ
    リマー混合物を主成分とする両性イオン型高分子ゲル。
  2. 【請求項2】 塩基性基を有し水溶性である主鎖と水に
    対し不溶性である側鎖とからなるグラフトコポリマー及
    び酸性基を有し水溶性である主鎖と水に対し不溶性であ
    る側鎖とからなるグラフトコポリマーの両グラフトコポ
    リマー混合物を主成分とする両性イオン型高分子ゲル
    膜。
  3. 【請求項3】 請求項2の両性イオン型高分子ゲル膜を
    製造するにあたり、塩基性基を有し水溶性である主鎖と
    水に対し不溶性である側鎖とからなるグラフトコポリマ
    ー及び酸性基を有し水溶性である主鎖と水に対し不溶性
    である側鎖とからなるグラフトコポリマーの両グラフト
    コポリマーを溶媒に溶解し、次いでキャスト法にて成膜
    することを特徴とする両性イオン型高分子ゲル膜の製造
    法。
JP30115292A 1992-11-11 1992-11-11 両性イオン型高分子ゲル、両性イオン型高分子ゲル膜及びその製造法 Expired - Fee Related JP3094693B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30115292A JP3094693B2 (ja) 1992-11-11 1992-11-11 両性イオン型高分子ゲル、両性イオン型高分子ゲル膜及びその製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30115292A JP3094693B2 (ja) 1992-11-11 1992-11-11 両性イオン型高分子ゲル、両性イオン型高分子ゲル膜及びその製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06145464A JPH06145464A (ja) 1994-05-24
JP3094693B2 true JP3094693B2 (ja) 2000-10-03

Family

ID=17893412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30115292A Expired - Fee Related JP3094693B2 (ja) 1992-11-11 1992-11-11 両性イオン型高分子ゲル、両性イオン型高分子ゲル膜及びその製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3094693B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005523776A (ja) * 2002-05-01 2005-08-11 ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト 可塑化された高吸水性ポリマーシートおよび衛生用品におけるその使用
KR101707993B1 (ko) * 2016-05-02 2017-02-17 이달주 수직축 풍력발전기

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06145464A (ja) 1994-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4279795A (en) Hydrophilic-hydrophobic graft copolymers for self-reinforcing hydrogels
Ju et al. pH/temperature‐responsive semi‐IPN hydrogels composed of alginate and poly (N‐isopropylacrylamide)
Shantha et al. Synthesis and evaluation of sucrose‐containing polymeric hydrogels for oral drug delivery
Kim et al. Synthesis and characterization of pH-sensitive glycopolymers for oral drug delivery systems
US4300820A (en) Water absorptive composition
Yu et al. Amphiphilic thermosensitive N-isopropylacrylamide terpolymer hydrogels prepared by micellar polymerization in aqueous media
JPH0475051B2 (ja)
JPH05331244A (ja) 熱可逆性グラフト共重合体
Reddy et al. Simultaneous and sequential micro-porous semi-interpenetrating polymer network hydrogel films for drug delivery and wound dressing applications
GB2064556A (en) Water absorptive polymer composition
Lowe et al. Effect of hydrophobicity of a drug on its release from hydrogels with different topological structures
JP2008518074A (ja) ビニル不飽和基を含む水溶性ポリマー、それらの架橋、及びそれらの調製法
JP3094693B2 (ja) 両性イオン型高分子ゲル、両性イオン型高分子ゲル膜及びその製造法
JPH05262882A (ja) 熱可逆性ハイドロゲル材料
US4539373A (en) Thermoplastic polyelectrolyte complexes
JP3054447B2 (ja) 水溶性ポリマー微粒子の製造方法
JPH11501363A (ja) ポリスルホン共重合体組成物
JPH06157689A (ja) 熱応答性高分子ゲル、熱応答性高分子ゲル膜及びその製造法
JPS591744B2 (ja) 自己補強性ヒドロゲル
US5426154A (en) Thermally reversible graft copolymer
Kubilay et al. Synthesis and characterization of p (N-isopropylacrylamide) hydrogels with tunable swelling behavior using different crosslinkers
JPS599565B2 (ja) 新規な医療用ヒドロゲル
EP0534015A1 (en) Thermally reversible graft-copolymer
JPS59189111A (ja) ブロツク共重合体の製法
US20050096443A1 (en) Soluble polymers comprising unsaturation and process for preparation thereof

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees