JP5604805B2 - ブロック共重合体微粒子の製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明は、2次以上の高次凝集体が必要になったときには、1次凝集体を高次凝集体に変換できる共重合体及び共重合体微粒子の製造方法を提供することを目的とする。
<1> スチレンと、下記一般式(1)で表されるアリルオキシスチレンとが共重合されたことを特徴とする共重合体である。
<2> 数平均分子量(Mn)が、5,000〜300,000である前記<1>に記載の共重合体である。
<3> ランダム共重合体、ブロック共重合体、及びグラフト共重合体のいずれかである<1>から<2>のいずれかに記載の共重合体である。
<4> 前記<1>から<3>のいずれかに記載の共重合体を、溶媒としてのシクロヘキサン中に溶解し、内核がポリアリルオキシスチレンセグメントであり、外殻がポリスチレンセグメントであり、流体力学的直径が100nm〜10μmである微粒子を形成することを特徴とする共重合体微粒子の製造方法である。
<5> 共重合体の凝集状態を、1次凝集と、2次以上の高次凝集とが可逆的となるように制御する前記<4>に記載の共重合体微粒子の製造方法である。
<6> 共重合体の凝集状態の制御を、20℃〜40℃で行う前記<5>に記載の共重合体微粒子の製造方法である。
本発明の共重合体は、スチレンと、下記一般式(1)で表されるアリルオキシスチレンとが共重合されたものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ(4−アリルオキシスチレン)−block−ポリスチレン、などが挙げられる。
本発明の共重合体微粒子の製造方法は、微粒子形成工程を含み、さらに、必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。
前記微粒子形成工程は、本発明の共重合体を、溶媒としてのシクロヘキサン中に溶解し、内核がポリアリルオキシスチレンセグメントであり、外殻がポリスチレンセグメントであり、流体力学的直径が100nm〜10μmである微粒子を形成する工程である。
なお、前記微粒子の流体力学的直径の測定方法は、以下の通りである。
ポリ(4−アリルオキシスチレン)-block-ポリスチレンジブロック共重合体を、溶媒としてのシクロヘキサンに40℃で完全に溶解させ、この溶液をHe−Neを用いた光散乱測定装置(大塚電子製、ELS−8000)を用いて、各温度における共重合体の流体力学的直径を測定した。
(ポリ(4−tert−ブトキシスチレン)-block-ポリスチレンジブロック共重合体の合成)
4−tert−ブトキシスチレン単量体を、5重量%の水酸化ナトリウム水溶液で洗浄後、水素化カルシウム存在下で減圧蒸留することによって、ラジカル重合禁止剤を除去した。ラジカル重合開始剤としての過酸化ベンゾイルは、クロロホルムに溶解後、メタノールに投じて再結晶することにより精製した。過酸化ベンゾイル109mg、4−tert−ブトキシスチレン単量体7g、及びMTEMPO109mgをアンプルに入れ、真空中で脱気封管した。この4−tert−ブトキシスチレン溶液を125℃で50時間重合した。生成物をジクロロメタンに溶解後、メタノールに投じて生成ポリマーを単離した。得られたポリマーを真空中で数時間乾燥して、末端にMTEMPOが結合したポリ(4−tert−ブトキシスチレン)4.65gを得た。1H−NMRによって決定した数平均分子量はMn=15,400、また、GPCにより算出した数平均分子量及び分子量分布(Mw/Mn)は、それぞれ、Mn=10,000、Mw/Mn=1.17であった。
このようにして合成したポリ(4−tert−ブトキシスチレン)2gを、4−tert−ブトキシスチレン単量体と同様の方法で精製したスチレン単量体10mLに溶解し、アンプルに入れ真空中で脱気封管した。この溶液を125℃で14時間重合し、生成物をジクロロメタン30mLに溶解後、ヘキサン2Lに投じて生成ポリマーを単離した。その後、真空中で数時間乾燥して、ブロック共重合体9.78gを得た。
得られたポリ(4−tert−ブトキシスチレン)-block-ポリスチレンジブロック共重合体2gを、ナトリウム存在下で還流及び蒸留して精製したテトラヒドロフラン70mLに溶解した。この溶液に、濃塩酸7mLを添加し、85℃で4.5時間還流を行った。反応溶液を1Lの水に投じ、生成ポリマーを単離した。このポリマーを真空中で乾燥することにより、ポリ(4−ビニルフェノール)-block-ポリスチレンジブロック共重合体1.59gを得た。1H−NMRによって決定したポリ(4−ビニルフェノール)-block-ポリスチレンジブロック共重合体の数平均分子量は、Mn=10,500-block-96,600であった。
合成したポリ(4−ビニルフェノール)-block-ポリスチレンジブロック共重合体0.70gを、水素化カルシウム存在下で減圧蒸留することにより精製したN,N−ジメチルホルムアミド15mLに溶解した。この溶液に窒素気流下0℃で、水素化ナトリウム0.414gを添加した。この混合溶液を0℃で5分間攪拌した後、さらに室温で1時間撹拌した。この溶液に、5mLのN,N−ジメチルホルムアミドに溶解した塩化アリル1.41gを0℃で滴下し、0℃で5分間攪拌後、室温で20時間撹拌した。反応溶液を1Lのメタノールに投じて生成ポリマーを単離した。得られたポリマーを真空乾燥し、ポリ(4−アリルオキシスチレン)-block-ポリスチレンジブロック共重合体0.68gを得た。1H−NMRによって決定したポリ(4−アリルオキシスチレン)-block-ポリスチレンジブロック共重合体の数平均分子量はMn=14,000-block-96,600であった。
得られたポリ(4−アリルオキシスチレン)-block-ポリスチレンジブロック共重合体8.2mgを、ナトリウム存在下で蒸留することにより精製したシクロヘキサン5mLに40℃で完全に溶解させた。この溶液を、He−Neを用いた光散乱測定装置(大塚電子製、ELS−8000)を用いて各温度における共重合体の流体力学的直径を測定した。その結果、40℃では37nmであった共重合体の流体力学的直径が、30℃では270nmになり、さらに温度を20℃に下げると3μmになった。また、図1A及び図1Bに示すように、温度を再び20℃から40℃に上げると、ほぼ同じ軌跡を通って、流体力学的直径および散乱強度とも元の値に戻ることが分かった。即ち、温度の上昇と降下で良好なヒステリシスが得られているのが分かった。
また、前記シクロヘキサン溶液を核磁気共鳴スペクトルで観察することにより、共重合体微粒子の内核がポリ(4−アリルオキシスチレン)セグメントであり、共重合体微粒子の外殻がポリスチレンセグメントであることが分かった。
Claims (3)
- スチレンと、下記一般式(1)で表されるアリルオキシスチレンとがブロック共重合されたブロック共重合体を、溶媒としてのシクロヘキサン中に溶解し、内核がポリアリルオキシスチレンセグメントであり、外殻がポリスチレンセグメントであり、流体力学的直径が100nm〜10μmである微粒子を形成し、前記ブロック共重合体の凝集状態を、1次凝集と、2次以上の高次凝集とが可逆的となるように制御することを特徴とするブロック共重合体微粒子の製造方法。
- ブロック共重合体の数平均分子量(Mn)が、5,000〜300,000である請求項1に記載のブロック共重合体微粒子の製造方法。
- ブロック共重合体の凝集状態の制御を、20℃〜40℃で行う請求項1から2のいずれかに記載のブロック共重合体微粒子の製造方法。
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