JP5034158B2 - 架橋(メタ)アクリルアミド粒子及びその製造法及びその用途 - Google Patents
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<シード粒子の製造>
500mLの三つ口フラスコにベンジルメタクリレート(東京化成工業製)30g、2−エチルヘキシルチオグリコール酸エステル (東京化成工業製)1.5g、過硫酸カリュウム(キシダ化学製)0.6g及びMill−Q水250gを入れ、撹拌しながら窒素パージを室温下で3時間行った。70℃に設定したオイルバスにフラスコをセットし重合を6時間行った。凝集分を濾別しシード粒子を得た。
シード粒子の粒子径はSEM観察により1.1μm CV6.8%であった。また分子量は下記測定装置によりサイズ排除クロマトグラフィー法(以下SECという)にて測定を行った結果ポリスチレン換算7800であった。またシード粒子溶液中の固形分濃度は8.8%であった。
カラム:TSKgel GMHXL 7.8mmIDx30cm(東ソー製)
溶離液:テトラヒドロフラン
送液ポンプ:DP−8020(東ソー製)
検出器:UV−8020 波長254nmに設定(東ソー製)
標準試料:標準ポリスチレン(東ソー製)
測定流速:1.0mL/min
試料濃度:1mg/mL(THF溶液)
<N−アルコキシメチルアクリルアミド粒子の重合>
N−ブトキシメチルクリルアミド(和光純薬製)298.5g、エチレングリコールジメタクリレート(東京化成工業製)1.5g、1−ペンタノール(キシダ化学製)60g、V−65(重合開始剤 和光純薬製)0.46g、及びラウリルスルホン酸ナトリュウム(東京化成工業製)1.8gを1Lビーカにはかり取り、撹拌しながら良く混合した。これにイオン交換水600mLを加え、超音波ホモジナイザーを用いて乳化した。これに作成したシード粒子0.182g(固形分量)、4%ポリビニルアルコール水溶液(クラレ工業製 商品名ポバール224)600mLを加え3分間良く撹拌した。
溶液を3Lセパラブルフラスコに移し替え撹拌翼を取り付け室温下、100rpmの回転数でゆっくりと12時間撹拌した。顕微鏡観察によりシード粒子がモノマー混合液で膨潤し約13μmに膨潤していることが確認された。
セパラブルフラスコを65℃に設定したオイルバスに設置し、撹拌しながら3時間重合を行った。OV−17(ガスクロ工業製)カラムを用いたガスクロ分析によりモノマーが消失していることを確認した。重合終了後温水を用い洗浄し重合粒子を得た。回収重量477g、含水率41%であった。
<第二工程>
得られた重合粒子を40℃にて1晩真空乾燥した。乾燥重合粒子50g、1,4−ジオキサン(和光純薬製)340gを500mLセパラブルフラスコに投入し、40℃に設定したオイルバス中で撹拌した。三フッ化ホウ素エチルエーテル錯体(キシダ化学製)0.5mLをフラスコ中に投入し、1時間撹拌後オイルバス温度を70℃に昇温しさらに1時間撹拌した。
得られた親水性多孔質粒子を6.0mmIDx15cmカラムに充填し、細孔特性をポリエチレングリコール(以下PEGという)を標準試料としてサイズ排除クロマトグラフィー法にて測定した。また親水性をベンジルアルコール保持力を指標として従来の親水性粒子と比較した。また機械的強度をカラムに充填した状態で、純水を通液し、その通液速度を直線的に変化させたときの送液圧力を計測する方法で測定した。
カラム:6.0mmIDx15cm
溶離液:イオン交換水
測定流速:0.5mL/min
送液ポンプ:DP−8020(東ソー製)
検出器:RI−8022(東ソー製)
試料:エチレングリコール、ポリエチレングリコール(分子量200,300,600,1000,3000,6000 和光純薬製)
排除限界分子量算出法:PEG 分子量 200、300及び600の溶出容量を通る直線の分子量6000の溶出位置におけるPEG換算分子量
空孔率算出法:(エチレングリコール溶出容量−PEG6000溶出容量)/(カラム容量−PEG6000溶出容量)x100
疎水性測定条件
測定試料以外細孔特性測定条件に同じ
試料:エチレングリコール、ベンジルアルコール
疎水性値:ベンジルアルコール溶出容量/エチレングリコール溶出容量
機械的強度(送液抵抗)測定条件
カラム:4.6mmIDx10cm
送液溶媒:イオン交換水
流速グラジエント:0.2mL/minから10.2mL/minまで10分リニヤーグラジエント
送液ポンプ:CCPM−II
検出:送液ポンプ圧力計出力より換算
強度:送液圧力が送液速度と直線関係からはずれる(変曲点)より概算
表1に排除限界分子量、細孔容積及び疎水性試験の結果を図1に機械的強度測定結果を示す。疎水性は若干大きいが、機械的強度は6MPa程度から粒子変形の効果が見られる程度と非常に高い強度を有していた。
N−ブトキシメチルクリルアミド(和光純薬製)285.0g、エチレングリコールジメタクリレート(東京化成工業製)15gに変更した以外は実施例1と同様に親水化粒子を製造した。
PIERCE製ポリアクリルアミド 商品名D−Salt Polyacrylamide1800をカラムより抜きだし実施例1と同様な測定を行った。細孔容積は大きく疎水性も小さいが、粒子径が大きいため送液抵抗は小さいものの機械的強度は弱く1.7MPa程度で圧潰した。
アマシャム製 商品名 SephadexG25 Superfine 架橋デキストラン粒子を用いて実施例1と同様な測定を行った。細孔容積は大きく疎水性も小さいが、粒子径が大きいため送液抵抗は小さいものの機械的強度は弱く0.95MPa程度で圧潰した。
Claims (5)
- 以下(1)及び(2)の工程からなる、(ア)乃至(ウ)で表される架橋(メタ)アクリルアミド粒子の製造法。
(ア)(メタ)アクリルアミドと、(メタ)アクリルアミドと共重合しうる、不飽和官能基を多数有する多官能不飽和単量体との、重合物からなる実質的に球形の微粒子において、(メタ)アクリルアミド単量体に由来する構造単位が、化学式1(化学式1中のXは水素又はメチル基であり、R1及びR2は他の(メタ)アクリルアミド単量体に由来する構造単位の窒素原子にメチレン基を介して結合していることを示す)で表される架橋構造により架橋されてなる、粒子径が1〜1000μmである架橋(メタ)アクリルアミド粒子。
(ウ)上記(ア)又は(イ)の架橋(メタ)アクリルアミド粒子であって、重合体粒子の細孔径がポリエチレングリコールを試料とした排除限界分子量5000以下である、架橋(メタ)アクリルアミド粒子。
(1)油溶性のN−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミドと共重合しうる不飽和官能基を多数有する多官能不飽和単量体及び懸濁安定剤を含む混合物を乳化剤を用いて水中に乳化し、これにシードポリマー粒子を作用させてシードポリマー粒子に単量体を吸収させ粒子径単分散単量体油滴を作成し、重合することにより重合体粒子を得る工程。
(2)工程(1)の重合体粒子が分散した有機溶媒中に、酸触媒を作用させることにより、化学式2(化学式2中のAは重合体粒子であり、R3及びR4はC4以上の直鎖アルキル基であり、mは1以上の整数を示す)に示される粒子内架橋を進行させる工程。
- 請求項1記載の架橋(メタ)アクリルアミド粒子の製造法において、該粒子径単分散単量体油滴の安定化剤としてC4以上の高級アルコール又は有機酸エステル、C6からC9の芳香族化合物から選ばれた少なくとも一種以上の有機溶媒を単量体に対して1重量%以上作用させることを特徴とする架橋(メタ)アクリルアミド粒子の製造法。
- 請求項1又は2記載の架橋(メタ)アクリルアミド粒子の製造法において、乳化剤がアルキルスルホン酸塩又はアルキルベンゼンスルホン酸塩又はアルキルエーテル硫酸エステル塩であり、単量体に対して0.1〜5重量%用いることを特徴とする架橋(メタ)アクリルアミド粒子の製造法。
- 請求項3記載の架橋(メタ)アクリルアミド粒子の製造法において、乳化剤に対して1〜50重量%のHLB8〜20であるノニオン系乳化剤を併用することを特徴とする架橋(メタ)アクリルアミド粒子の製造法。
- 請求項1ないし4いずれか記載の架橋(メタ)アクリルアミド粒子の製造法において、酸触媒が塩酸、リン酸、硫酸などの鉱酸類、アルキルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、シュウ酸、酢酸、マレイン酸などの有機酸類、トリフルオロホウ酸などのルイス酸などから選ばれた一種以上の酸であることを特徴とする架橋(メタ)アクリルアミド粒子の製造法。
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