JP6414193B2 - Polymer gel and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、高分子ゲル及びその製造方法に関し、特に2種以上の高分子それぞれが有する性質を併せ持つ、医療材料成形用含水高分子ゲル材料及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a polymer gel and a method for producing the same, and more particularly to a water-containing polymer gel material for molding a medical material having both the properties of each of two or more polymers and a method for producing the same.

高分子ゲルは、高分子が架橋されることで三次元的な網目構造を形成し、その内部に自重の数百、数千倍の溶媒を保持することができる材料であり、特に液体が水であるものをハイドロゲルという。
このようなハイドロゲルは、上述したように保水性に優れているという特性を有することから注目を集めている有用な素材であり、従来から医療・医薬、食品、土木、バイオエンジニアリングなどの分野で、例えば、高吸水性樹脂、紙おむつや生理用品、ソフトコンタクトレンズ、屋内緑化用含水シート等に利用されている。また、薬物の徐放性も有し、ドラッグデリバリーシステムや創傷被覆材等の医療材料にも応用されている。また、衝撃吸収材料、制振・防音材料等への利用もされており、その用途は多岐に渡る。
A polymer gel is a material that forms a three-dimensional network structure by cross-linking polymers, and can hold a solvent several hundreds or thousands of times its own weight. This is called hydrogel.
Such a hydrogel is a useful material that has been attracting attention because of its excellent water retention properties as described above, and has been conventionally used in fields such as medicine / medicine, food, civil engineering, and bioengineering. For example, it is used for highly water-absorbing resin, paper diapers, sanitary products, soft contact lenses, water-containing sheets for indoor greening and the like. In addition, it has sustained drug release properties and is applied to medical materials such as drug delivery systems and wound dressings. It is also used for shock absorbing materials, vibration control / soundproof materials, etc., and its uses are diverse.

しかしながら、ハイドロゲルは一般的に強度が低く、小さい応力で構造が破壊してしまうという問題があり、機械的強度を向上させることが課題であった。ハイドロゲルの機械的強度を向上させる方法として、本発明者らは、成形型内で第一のモノマー成分を重合して第一の網目構造を有するゲルを成形し、次いでこのゲルを第二のモノマー成分を含有する溶液に浸漬させてゲル内に該溶液を拡散させた後、ゲルを取り出し、該ゲル中の第二のモノマー成分を重合させることにより、架橋網目構造を有するポリマー同士、又は架橋網目構造を有するポリマーと直鎖ポリマーとが互いに絡み合った構造(相互侵入網目構造又はセミ相互侵入網目構造)を有するハイドロゲルを製造する方法を開示している(特許文献1)。また、本発明者らは、物理架橋ゲル中に第一のモノマーを導入し、該第一のモノマーを重合し架橋することによって第一の網目構造を形成した後、第二のモノマーを導入し、第二のモノマーを重合し架橋することによって第二の網目構造を形成する、高分子ゲルの製造方法を開示している(特許文献2)。   However, hydrogels generally have low strength, and there is a problem that the structure breaks down with a small stress, and it has been a problem to improve mechanical strength. As a method for improving the mechanical strength of the hydrogel, the inventors polymerize the first monomer component in a mold to form a gel having a first network structure, and then use this gel to form a second gel. After immersing in the solution containing the monomer component and diffusing the solution in the gel, the gel is taken out and the second monomer component in the gel is polymerized to polymerize each other having a crosslinked network structure, or to crosslink A method for producing a hydrogel having a structure (interpenetrating network structure or semi-interpenetrating network structure) in which a polymer having a network structure and a linear polymer are entangled with each other is disclosed (Patent Document 1). In addition, the inventors introduced the first monomer into the physical crosslinking gel, polymerized and crosslinked the first monomer to form the first network structure, and then introduced the second monomer. Discloses a method for producing a polymer gel in which a second network is formed by polymerizing and crosslinking a second monomer (Patent Document 2).

国際公開第03/093337号パンフレットInternational Publication No. 03/093337 Pamphlet 特開2009−298971号公報JP 2009-298971 A

しかしながら、特許文献1に開示されている方法で得られる高分子ゲルは、中間段階で得られる第一の網目構造を有するゲルの強度が著しく弱く、所望の形状に保持することが困難であるため、大きいものや複雑な形状のものは成形が困難であった。また、第一の網目構造を有するゲルの強度が弱く、取り扱いが困難であるという問題もあった。
特許文献2に開示されている方法で得られる高分子ゲルは強度が良好であり、成形形状の自由度が高く、連続生産が可能であるが、この方法により得られる高分子ゲルは、2種のポリマーを用いて得られるものであり、用いられるポリマーのうちのいずれか1種により、ゲル全体の性質が決まってしまい、用いられる2種のポリマーの両方の性質を併せ持つものではなく、得ようとする性質を併せ持つゲルを得ることが困難であった。
従って、本発明は、網目構造を有する高分子ゲルを構成する2種のポリマーの性質を併せ持つ高分子ゲル、及びその製造方法を提供することを目的とする。
However, the polymer gel obtained by the method disclosed in Patent Document 1 has an extremely weak gel having the first network structure obtained in an intermediate stage, and is difficult to maintain in a desired shape. Large and complex shapes are difficult to mold. There is also a problem that the gel having the first network structure is weak and difficult to handle.
The polymer gel obtained by the method disclosed in Patent Document 2 has good strength, has a high degree of freedom in molding shape, and can be continuously produced. The polymer gel obtained by this method has two types. The properties of the entire gel are determined by any one of the polymers used, and not the properties of both of the two polymers used. It was difficult to obtain a gel having the following properties.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a polymer gel having the properties of two kinds of polymers constituting a polymer gel having a network structure, and a method for producing the same.

上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討した結果、特定の第1のポリマーと第2のポリマーとを用い、架橋によって網目構造を形成することにより、上記課題を解決し得るという知見を得た。
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、第1のポリマーと、第2のポリマーとが、互いに異種のポリマーとの間の架橋によって網目構造を形成していることを特徴とする成型品用高分子ゲルであって、前記第1のポリマーと第2のポリマーとが、第1のモノマーにより架橋されたものであり、前記第1のモノマーの量が、前記第1のポリマーの構成モノマー単位あたり、0.2〜1.0モルである、医療材料成型品用含水高分子ゲル材料を提供するものである。
また、本発明は、前記第1のポリマーと第2のポリマーとが、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体により架橋されたものである、請求項1記載の医療材料成型品用含水高分子ゲル材料を提供する。
また、本発明は、前記第1のポリマーがイソシアネート基と反応性を有するポリマーであり、前記第2のポリマーが(メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なポリマーである、請求項2記載の医療材料成型品用含水高分子ゲル材料を提供する。
また、本発明は、イソシアネート基と反応性を有するポリマーと、(メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なポリマーとが、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体により架橋されていることを特徴とする高分子ゲルであって、前記イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体の量が、前記イソシアネート基と反応性を有するポリマーの構成モノマー単位当たり0.2〜1.0モルである、医療材料成型品用含水高分子ゲル材料を提供する。
前記イソシアネート基と反応性を有するポリマーとしては、セルロース誘導体が挙げられる。
In order to achieve the above object, the present inventors have intensively studied and found that the above problem can be solved by forming a network structure by crosslinking using a specific first polymer and a second polymer. Got.
The present invention has been made on the basis of the above findings, and the molding is characterized in that the first polymer and the second polymer form a network structure by cross-linking between different polymers. The first polymer and the second polymer are cross-linked by a first monomer, and the amount of the first monomer is the composition of the first polymer. The present invention provides a water-containing polymer gel material for a medical material molded product, which is 0.2 to 1.0 mol per monomer unit.
Moreover, this invention is a medical-materials molded article of Claim 1 by which the said 1st polymer and 2nd polymer were bridge | crosslinked by the (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative which has an isocyanate group. A hydrous polymer gel material is provided.
Further, in the present invention, the first polymer is a polymer having reactivity with an isocyanate group, and the second polymer is a polymer copolymerizable with a (meth) acryl group or a vinyl group. A hydrous polymer gel material for medical material moldings is provided.
In the present invention, a polymer having reactivity with an isocyanate group and a polymer copolymerizable with a (meth) acrylic group or a vinyl group are crosslinked by a (meth) acrylic acid derivative or a vinyl derivative having an isocyanate group. The amount of the (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group is 0.2 to 1 per constituent monomer unit of the polymer having reactivity with the isocyanate group. Provided is a hydrous polymer gel material for medical material moldings, which is 0.0 mol.
Examples of the polymer having reactivity with the isocyanate group include cellulose derivatives.

前記(メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なポリマーとしては、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸アルキルモノマー、メタクリル酸アルキルモノマー及びビニル化合物モノマーからなる群から選択される1種以上の第2のモノマーを重合してなるポリマーが挙げられる。
また、本発明は、第2のモノマーからなる第2のポリマーと第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造が形成された医療材料成型品用含水高分子ゲル材料の製造方法であって、 前記第1のポリマーと、第1のポリマーと反応する高分子反応基と重合反応基とを有する第1のモノマーとを反応させて第1のポリマーに重合反応基を導入して重合反応基を有する第1のポリマーを得、次いで、前記重合反応基を有する第1のポリマーの存在下に、前記重合反応基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーを共重合することによって、第2のモノマーからなる第2のポリマーと前記第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造を形成する、前記方法であって、前記第1のモノマーの使用量は、前記第1のポリマーの構成モノマー単位当たり0.2〜1.0モルである、前記方法を提供する。
前記重合反応基としては、(メタ)アクリル基又はビニル基が挙げられる。
前記高分子反応基としてはイソシアネート基が挙げられる。
前記第1のモノマーとしては、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体であり、前記第1のポリマーがイソシアネート基と反応性を有するポリマーが挙げられる。
前記イソシアネート基と反応性を有するポリマーとしてはセルロース誘導体が挙げられる。
The polymer copolymerizable with the (meth) acrylic group or vinyl group is at least one selected from the group consisting of N, N-dimethylacrylamide, acrylamide, alkyl acrylate monomers, alkyl methacrylate monomers, and vinyl compound monomers. And a polymer obtained by polymerizing the second monomer.
Further, the present invention is a method for producing a hydrous polymer gel material for a medical material molded article in which an intercrosslinking network structure is formed between a second polymer composed of a second monomer and the first polymer, The polymerization reactive group is introduced by reacting the first polymer with a first monomer having a polymer reactive group that reacts with the first polymer and a polymerization reactive group to introduce a polymerization reactive group into the first polymer. By copolymerizing a second monomer having a functional group copolymerizable with the polymerization reactive group in the presence of the first polymer having the polymerization reactive group. In the method, an inter-crosslinking network structure is formed between the second polymer composed of two monomers and the first polymer, and the amount of the first monomer used is the composition of the first polymer. 0.2 per monomer unit The process is provided which is ˜1.0 mol.
Examples of the polymerization reactive group include a (meth) acryl group and a vinyl group.
Examples of the polymer reactive group include an isocyanate group.
Examples of the first monomer include (meth) acrylic acid derivatives or vinyl derivatives having an isocyanate group, and the first polymer is a polymer having reactivity with an isocyanate group.
Examples of the polymer having reactivity with the isocyanate group include cellulose derivatives.

前記第2のモノマーとしては、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸アルキルモノマー、メタクリル酸アルキルモノマー及びビニル化合物モノマーからなる群から選択されるモノマーが挙げられる。
また、本発明は、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体を、イソシアネート基と反応性を有する第1のポリマーと高分子反応させて第1のポリマーにアクリル基又はビニル基を導入し、アクリル基又はビニル基を有する第1のポリマーを得、次いで、前記アクリル基又はビニル基を有する第1のポリマーの存在下に、アクリル基又はビニル基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーを共重合することによって、第2のモノマーからなる第2のポリマーと前記第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造を形成する前記方法であって、前記イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体は、前記第1のポリマーの構成モノマー単位当たり0.2〜1.0モルである、ことを特徴とする医療材料成形品用含水高分子ゲル材料の製造方法を提供する。
前記第1のポリマーとしてはセルロース誘導体が挙げられる。
前記第2のモノマーとしては、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸アルキルモノマー、メタクリル酸アルキルモノマー及びビニル化合物モノマーからなる群から選択されるモノマーが挙げられる。
Examples of the second monomer include monomers selected from the group consisting of N, N-dimethylacrylamide, acrylamide, alkyl acrylate monomers, alkyl methacrylate monomers, and vinyl compound monomers.
The present invention also introduces an acrylic group or vinyl group into the first polymer by polymerizing a (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group with a first polymer having reactivity with the isocyanate group. To obtain a first polymer having an acrylic group or a vinyl group, and then, in the presence of the first polymer having an acrylic group or a vinyl group, a first polymer having a functional group copolymerizable with the acrylic group or the vinyl group. 2 is a method of forming a cross-linked network structure between a second polymer composed of a second monomer and the first polymer by copolymerizing two monomers, and having the isocyanate group (meta ) The acrylic acid derivative or vinyl derivative is 0.2 to 1.0 mol per monomer unit of the first polymer. To provide a method of manufacturing a medical material for a molded article hydrous polymer gel material.
Examples of the first polymer include cellulose derivatives.
Examples of the second monomer include monomers selected from the group consisting of N, N-dimethylacrylamide, acrylamide, alkyl acrylate monomers, alkyl methacrylate monomers, and vinyl compound monomers.

本発明の医療材料成型品用含水高分子ゲル材料は機械的強度が向上したものであり、2種以上のポリマーの特性を併せ持つものである。また、本発明の医療材料成型品用含水高分子ゲル材料の製造方法によれば、機械的強度が向上し、2種以上のポリマーの特性を併せ持つ高分子ゲル材料を容易に製造することができる。   The hydrous polymer gel material for medical material molded articles of the present invention has improved mechanical strength and has the characteristics of two or more kinds of polymers. Further, according to the method for producing a hydrous polymer gel material for molded medical material of the present invention, the mechanical strength is improved, and a polymer gel material having the characteristics of two or more polymers can be easily produced. .

引張試験の結果(応力−ひずみ曲線、S−S曲線)を示すグラフである。It is a graph which shows the result (stress-strain curve, SS curve) of a tension test. 実施例及び比較例で得られた高分子ゲルの最大ひずみを示すグラフである。It is a graph which shows the maximum distortion of the polymer gel obtained by the Example and the comparative example. 架橋点濃度と最大ひずみとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a crosslinking point density | concentration and a maximum distortion. 含水率の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of a moisture content. 引張試験の結果(応力−ひずみ曲線、S−S曲線)を示すグラフである。It is a graph which shows the result (stress-strain curve, SS curve) of a tension test. 引張試験の結果(応力−ひずみ曲線、S−S曲線)を示すグラフである。It is a graph which shows the result (stress-strain curve, SS curve) of a tension test. 引張試験の結果(応力−ひずみ曲線、S−S曲線)を示すグラフである。It is a graph which shows the result (stress-strain curve, SS curve) of a tension test. 引張試験の結果(応力−ひずみ曲線、S−S曲線)を示すグラフである。It is a graph which shows the result (stress-strain curve, SS curve) of a tension test.

以下、まず本発明の医療材料成型品用含水高分子ゲル材料について説明する。なお、以下の説明において、医療材料成型品用含水高分子ゲル材料のことを単に高分子ゲルともいう。
本発明の高分子ゲルは、第1のポリマーと第2のポリマーとが、互いに異種のポリマーとの間の架橋によって網目構造を形成している。本発明の高分子ゲルにおける網目構造について説明する。
従来、三次元的な網目構造を有するゲルとしては相互侵入網目構造(Interpenetrated Network=IPN)を有するゲルが知られている。相互侵入網目構造は、第1のモノマー成分を重合させて第1の網目構造を有するゲルを成形し、次いで、このゲルを第2のモノマー成分を含有する溶液に浸漬させてゲル内に該溶液を拡散させた後にゲルを取り出し、このゲルの第2のモノマー成分を重合させることにより、架橋網目構造を有するポリマー同士、又は架橋網目構造を有するポリマーと直鎖ポリマーとが互いに絡み合った構造(相互侵入網目構造(フルIPN)又はセミ相互侵入網目構造(セミIPN))を有しているゲルである。
また、第1のモノマーからなるポリマー鎖と第2のモノマーからなるポリマー鎖の架橋構造(Internetwork Cross−linking(INC))が存在している相互架橋網目構造も知られている。(Macromolecules 2009, 42, 2184-2189 True Chemical Structure of Double Network Hydrogels)
Hereinafter, the water-containing polymer gel material for a medical material molded product of the present invention will be described first. In the following description, the water-containing polymer gel material for medical material molded products is also simply referred to as a polymer gel.
In the polymer gel of the present invention, the first polymer and the second polymer form a network structure by cross-linking between different polymers. The network structure in the polymer gel of the present invention will be described.
Conventionally, a gel having an interpenetrating network (IPN) is known as a gel having a three-dimensional network structure. The interpenetrating network structure is formed by polymerizing the first monomer component to form a gel having the first network structure, and then immersing the gel in a solution containing the second monomer component to thereby store the solution in the gel. After the gel is diffused, the gel is taken out and the second monomer component of the gel is polymerized, whereby a polymer having a crosslinked network structure or a structure in which a polymer having a crosslinked network structure and a linear polymer are entangled with each other (mutually) It is a gel having an intrusion network structure (full IPN) or a semi-interpenetrating network structure (semi-IPN).
In addition, a cross-linked network structure in which a cross-linked structure (Internet Cross-linking (INC)) of a polymer chain composed of a first monomer and a polymer chain composed of a second monomer exists is also known. (Macromolecules 2009, 42, 2184-2189 True Chemical Structure of Double Network Hydrogels)

本発明の高分子ゲルは、従来知られていなかった網目構造を有するものである。すなわち、本発明の高分子ゲルは、第1のポリマー同士の架橋、第2のポリマー同士の架橋は存在せず、第1のポリマーと第2のポリマーとの間の架橋が形成され、それによって網目構造が形成されている。本明細書においては、この網目構造を相互架橋網目構造(Intercrosslinked Network:ICN)とも呼ぶ。このような網目構造を有する高分子ゲルは従来は知られていなかったものであり、本発明者らによって初めて見いだされたものである。本発明の高分子ゲルは、第1のポリマー同士の架橋、第2のポリマー同士の架橋が存在しないので、第1のポリマー及び第2のポリマーの両者の性質が全体の性質に影響を与えるため、2種のポリマーの性質を併せ持つ高分子ゲルである。   The polymer gel of the present invention has a network structure not conventionally known. That is, in the polymer gel of the present invention, there is no cross-linking between the first polymers and no cross-linking between the second polymers, and cross-linking between the first polymer and the second polymer is formed, thereby A network structure is formed. In the present specification, this network structure is also referred to as an intercross linked network (ICN). The polymer gel having such a network structure has not been known so far and has been found for the first time by the present inventors. In the polymer gel of the present invention, since there is no cross-linking between the first polymers and cross-linking between the second polymers, the properties of both the first polymer and the second polymer affect the overall properties. It is a polymer gel that has the properties of two types of polymers.

本発明の高分子ゲルについて説明する。本発明の高分子ゲルは、第1のポリマーと第2のポリマーとが、互いに異種のポリマーとの間の架橋によって網目構造を形成している。
本発明の高分子ゲルを構成する第1のポリマー及び第2のポリマーについて説明する。本発明の高分子ゲルは、第1のポリマーと第2のポリマーとが、互いに異種のポリマーとの間の架橋によって網目構造を形成して架橋されてなる。従って、第1のポリマーと第2のポリマーとを架橋する化合物との組み合わせが重要である。本明細書において、互いに異種のポリマーとの間の架橋」とは、同種同士のポリマー同士は架橋せず、異種のポリマーとの架橋が形成されていることを意味する。すなわち、本発明において、第1のポリマーと第2のポリマーとは、任意の化合物(以下、第1のモノマーとも言う)、例えば、後述するような、化合物によって架橋されている。
The polymer gel of the present invention will be described. In the polymer gel of the present invention, the first polymer and the second polymer form a network structure by cross-linking between different polymers.
The 1st polymer and 2nd polymer which comprise the polymer gel of this invention are demonstrated. The polymer gel of the present invention is formed by crosslinking a first polymer and a second polymer by forming a network structure by crosslinking between different polymers. Therefore, a combination of a compound that crosslinks the first polymer and the second polymer is important. In the present specification, “cross-linking between different types of polymers” means that the same types of polymers are not cross-linked, and cross-linking with different types of polymers is formed. That is, in the present invention, the first polymer and the second polymer are crosslinked with an arbitrary compound (hereinafter also referred to as a first monomer), for example, a compound as described later.

本発明の高分子ゲルの具体例としては、例えば、第1のポリマーと第2のポリマーとが、第1のモノマーにより架橋されてなる。第1のモノマーとしては、第1のポリマーとの反応性を有すると共に重合反応基を有する化合物が挙げられる。第1のポリマーとの反応性を有するとは、第1のポリマーと架橋し得る官能基を有することを意味し、例えば、第1のポリマーとしてセルロース誘導体を用いる場合には、イソシアネート基を有する化合物が該当する。また、重合反応基とは、例えば、(メタ)アクリル基、ビニル基等が挙げられる。従って、第1のモノマーとしては、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体、イソシアネート基を有するビニル誘導体が挙げられる。すなわち、本発明の高分子ゲルは、第1のポリマーと第2のポリマーとが、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体により架橋されたものが挙げられる。この場合、第1のポリマーとしては、イソシアネート基と反応性を有するポリマーが用いられ、前記第2のポリマーを構成するモノマーとしては、(メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なモノマーが用いられる。   As a specific example of the polymer gel of the present invention, for example, a first polymer and a second polymer are crosslinked by a first monomer. Examples of the first monomer include compounds having a reactivity with the first polymer and a polymerization reactive group. Having reactivity with the first polymer means having a functional group capable of crosslinking with the first polymer. For example, when a cellulose derivative is used as the first polymer, a compound having an isocyanate group Is applicable. Examples of the polymerization reactive group include a (meth) acryl group and a vinyl group. Accordingly, examples of the first monomer include (meth) acrylic acid derivatives having an isocyanate group and vinyl derivatives having an isocyanate group. That is, the polymer gel of the present invention includes one in which the first polymer and the second polymer are cross-linked by a (meth) acrylic acid derivative or a vinyl derivative having an isocyanate group. In this case, a polymer having reactivity with an isocyanate group is used as the first polymer, and a monomer copolymerizable with a (meth) acryl group or a vinyl group is used as the monomer constituting the second polymer. It is done.

イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体について説明する。
イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体としては下記一般式(1)〜(3)で表わされる化合物が挙げられる。
−O−R−NCO (1)
(式中、Rはアクリル基、メタアクリル基又はビニル基であり、Rはアルキレン基である)
−O−R−O−R−NCO (2)
(式中、Rはアクリル基、メタアクリル基又はビニル基であり、R及びRは同一であっても異なっていてもよく、それぞれアルキレン基である)
The (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group will be described.
Examples of the (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group include compounds represented by the following general formulas (1) to (3).
R 1 —O—R 2 —NCO (1)
(In the formula, R 1 is an acryl group, a methacryl group or a vinyl group, and R 2 is an alkylene group)
R 1 —O—R 3 —O—R 4 —NCO (2)
(In the formula, R 1 is an acryl group, a methacryl group or a vinyl group, and R 3 and R 4 may be the same or different, and each is an alkylene group)

Figure 0006414193
Figure 0006414193

(式中、Rはアクリル基、メタアクリル基又はビニル基であり、R5はアルキル基である)
上記一般式(1)で表わされる化合物としては、下記式(4)及び(5)で表わされる化合物が挙げられる。
(In the formula, R 1 is an acryl group, a methacryl group or a vinyl group, and R 5 is an alkyl group)
Examples of the compound represented by the general formula (1) include compounds represented by the following formulas (4) and (5).

Figure 0006414193
Figure 0006414193

Figure 0006414193
Figure 0006414193

また、上記一派式(2)で表わされる化合物としては、下記式(6)で表わされる化合物が挙げられる。   Moreover, as a compound represented by the said 1 group formula (2), the compound represented by following formula (6) is mentioned.

Figure 0006414193
Figure 0006414193

また、上記一般式(3)で表わされる化合物としては、下記式(7)で表わされる化合物が挙げられる。   Moreover, as a compound represented by the said General formula (3), the compound represented by following formula (7) is mentioned.

Figure 0006414193
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上記式(4)、(5)、(6)、(7)で表わされる化合物としては、市販されているものを用いることもでき、例えば、昭和電工株式会社製、カレンズMOI(登録商標)、カレンズAOI(登録商標)、カレンズMOI−EG(登録商標)、カレンズBEI(登録商標)等が挙げられる。また、熱処理により脱ブロック化され、活性なイソシアネート基を再生する化合物を用いることもでき、このような化合物としては、例えば、下記式(8)及び(9)で表わす化合物が挙げられる。   As the compounds represented by the above formulas (4), (5), (6) and (7), commercially available compounds can be used. For example, Karenz MOI (registered trademark) manufactured by Showa Denko KK Examples include Karenz AOI (registered trademark), Karenz MOI-EG (registered trademark), Karenz BEI (registered trademark), and the like. Moreover, the compound deblocked by heat processing and reproducing | regenerating an active isocyanate group can also be used, For example, the compound represented by following formula (8) and (9) is mentioned as such a compound.

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上記式(8)、(9)で表わされる化合物としては、市販されているものを用いることもでき、例えば、昭和電工株式会社製、カレンズMOI−BP(登録商標)、カレンズMOI−BM(登録商標)等が挙げられる。   As the compounds represented by the above formulas (8) and (9), commercially available compounds can be used. For example, Karenz MOI-BP (registered trademark), Karenz MOI-BM (registered trademark) manufactured by Showa Denko KK Trademark) and the like.

次に、第1のポリマーについて説明する。第1のポリマーは、後述する第2のポリマーと、互いに異種のポリマーとの間の架橋によって網目構造を形成するものである。具体例としては、上述した、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体により架橋し得るものであるので、イソシアネート基と反応性を有するポリマーを用いることができる。
イソシアネート基と反応性を有するポリマーとしては、イソシアネート基と反応性を有する官能基が導入されているポリマーが好ましい。このような官能基の例としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、メルカプト基等が挙げられる。すなわち、前記第1のポリマーとしては、水酸基を有するポリマー、カルボキシル基を有するポリマー、アミノ基を有するポリマー、アミド基を有するポリマー、メルカプト基を有するポリマー等が挙げられる。
Next, the first polymer will be described. The first polymer forms a network structure by cross-linking between a second polymer described later and different polymers. As a specific example, since it can be cross-linked by the (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group described above, a polymer having reactivity with an isocyanate group can be used.
As the polymer having reactivity with an isocyanate group, a polymer into which a functional group having reactivity with an isocyanate group is introduced is preferable. Examples of such functional groups include a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an amide group, a mercapto group, and the like. That is, examples of the first polymer include a polymer having a hydroxyl group, a polymer having a carboxyl group, a polymer having an amino group, a polymer having an amide group, and a polymer having a mercapto group.

水酸基を有するポリマーとしては、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、アセチルセルロース、酢酸セルロース、三酢酸セルロース等のセルロース誘導体;側鎖にカルボキシル基を有する酸性セルロース誘導体;ポリビニルアルコール、デキストラン、アルキルセルロース、アガロース、プルラン、イヌリン、キトサン、ポリ2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the polymer having a hydroxyl group include cellulose derivatives such as methyl cellulose, ethyl cellulose, acetyl cellulose, cellulose acetate, and cellulose triacetate; acidic cellulose derivatives having a carboxyl group in the side chain; polyvinyl alcohol, dextran, alkyl cellulose, agarose, pullulan, Inulin, chitosan, poly 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and the like can be mentioned.

カルボキシル基を有するポリマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルおよび(メタ)アクリル酸を共重合成分とする共重合体等が挙げられる。   As a polymer which has a carboxyl group, the copolymer etc. which use (meth) acrylic acid ester and (meth) acrylic acid as a copolymerization component are mentioned, for example.

アミノ基を有するポリマーとしては、例えば、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン、ポリ3−アミノプロピル(メタ)アクリレート、ポリ3−アミノプロピル(メタ)アクリルアミド、キトサン、ジアリルアミン酢酸塩・二酸化 イオウ共重合物、アクリルアミド・ジアリルジメチルアンモニウムクロライド共重合物等が挙げられる。   Examples of the polymer having an amino group include polyallylamine, polyethyleneimine, poly-3-aminopropyl (meth) acrylate, poly-3-aminopropyl (meth) acrylamide, chitosan, diallylamine acetate / sulfur dioxide copolymer, acrylamide Examples include diallyldimethylammonium chloride copolymer.

アミド基を有するポリマーとしては、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、ポリビニルピロリドン/酢酸ビニル共重合物、ビニルピロリドン/ビニルカプロラクタム 共重合物、ビニルピロリドン/ビニルイミダゾール共重合物、ビニルピロリドン/アクリル酸共重合物、ビニルピロリドン/メタクリル酸共重合物、ビニルピロ リドン/3−メチル−1−ビニルイミダゾリウム塩共重合物、N−ビニルピロリドン、N−ビニルピペリ ドン、N−ビニルカプロラクタム、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド等が挙げられる。   Examples of the polymer having an amide group include polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl caprolactam, polyvinyl pyrrolidone / vinyl acetate copolymer, vinyl pyrrolidone / vinyl caprolactam copolymer, vinyl pyrrolidone / vinyl imidazole copolymer, vinyl pyrrolidone / acrylic acid copolymer. , Vinylpyrrolidone / methacrylic acid copolymer, vinylpyrrolidone / 3-methyl-1-vinylimidazolium salt copolymer, N-vinylpyrrolidone, N-vinylpiperidone, N-vinylcaprolactam, protein, polypeptide, oligopeptide Etc.

メルカプト基を有するポリマーとしては、例えば、HS−(A−Sx m −ASH (1)
(式中、Aは、イソシアネート基と反応する置換基であり、xは1〜5の整数であり、mは1〜50の整数である。)で示されるポリサルファイドポリマーが挙げられる。式中における、イソシアネート基と反応する置換基としては、例えばヒドロキシル基が挙げられる。
Examples of the polymer having a mercapto group include HS- (A-S x ) m -ASH (1)
(Wherein A is a substituent that reacts with an isocyanate group, x is an integer of 1 to 5, and m is an integer of 1 to 50). Examples of the substituent that reacts with the isocyanate group in the formula include a hydroxyl group.

次に、第2のポリマーについて説明する。第2のポリマーは、上述した第1のポリマーと、互いに異種のポリマーとの間の架橋によって網目構造を形成するものである、具体例としては、上述したイソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体により架橋し得るものであり、(メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なポリマーを用いることができる。
(メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なポリマーとしては、例えば、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸アルキルモノマー、メタクリル酸アルキルモノマー及びビニル化合物モノマーからなる群から選択されるモノマーを重合してなるポリマーが挙げられる。その他、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、 ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、α−スチレン、メトキシスチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、フマル酸ジアリル、イタコン酸ジアリル、トリメリット酸ジアリル、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル、ジアリルカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカボネート等のアリル化合物、N−メチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、マレイン酸ジメチル、フマル酸ジメチル、イタコン酸ジメチル等の不飽和ニ塩基酸およびその誘導体、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレートを重合してなるポリマーも本発明における第2のポリマーとなり得る。
Next, the second polymer will be described. A 2nd polymer forms a network structure by bridge | crosslinking between the 1st polymer mentioned above and a mutually different polymer, As a specific example, the (meth) acrylic acid derivative which has the isocyanate group mentioned above is mentioned. Alternatively, a polymer that can be crosslinked with a vinyl derivative and can be copolymerized with a (meth) acryl group or a vinyl group can be used.
Examples of the polymer copolymerizable with the (meth) acrylic group or vinyl group include monomers selected from the group consisting of N, N-dimethylacrylamide, acrylamide, alkyl acrylate monomers, alkyl methacrylate monomers, and vinyl compound monomers. A polymer obtained by polymerization may be mentioned. Other (meth) such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, etc. Acrylic acid esters, aromatic vinyl compounds such as styrene, α-styrene, methoxystyrene, divinylbenzene, vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, diallyl terephthalate, malein Aliases such as diallyl acid, diallyl fumarate, diallyl itaconate, diallyl trimelliate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, diallyl carbonate, diethylene glycol bisallyl carbonate Compound, N-methylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, maleic acid, fumaric acid, maleic anhydride, dimethyl maleate, dimethyl fumarate, dimethyl itaconate, and derivatives thereof, ethylene Glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol Poly (poly) obtained by polymerizing polyfunctional (meth) acrylates such as tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, etc. Chromatography may also be a second polymer in the present invention.

本発明の高分子ゲルを構成する、第1のポリマー、第2のポリマー及び第1のモノマーの含有割合に特に制限はないが、得ようとする高分子ゲルの特性により、第1のポリマーと第2のポリマーとの比率を調整することができ、その比率は、構成モノマー単位のモル比で1:10000〜10000:1程度である(0.01mol%〜99.99mol%)。第1のポリマーの特性を強くしようとする時には、第1のポリマーの比率を大きくし、第2のポリマーの特性を強くしようとする時には、第2のポリマーの比率を大きくすればよい。
また、第1のモノマーは、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり、0.2〜1.0モル程度用いることが好ましい。第1のモノマーの使用量が、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり0.2モル未満であると、網目構造が形成されなくなる場合があり、一方、1.0モルを超えて配合させても、第1のモノマーが過剰となり、網目構造の形成がこれ以上進まないので、第1のモノマーの使用量は、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり1.0モル未満でよい。第1のモノマーの使用量が、上記範囲よりも少ない場合、例えば、第1のモノマーが第1のポリマーの両末端のみに結合し、それと共に第2のポリマーと結合して架橋し、ラダー型のゲルを形成してしまう場合がある。従って、ある程度の量の第1のモノマーを使用しないと、網目構造が形成されないこととなってしまう。従って、第1のモノマーの使用量は、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり0.2モル以上とすることが好ましい。
The content ratio of the first polymer, the second polymer and the first monomer constituting the polymer gel of the present invention is not particularly limited, but depending on the properties of the polymer gel to be obtained, The ratio with the second polymer can be adjusted, and the ratio is about 1: 10000 to 10000: 1 (0.01 mol% to 99.99 mol%) in terms of the molar ratio of the constituent monomer units. When the characteristics of the first polymer are to be increased, the ratio of the first polymer is increased, and when the characteristics of the second polymer are to be increased, the ratio of the second polymer is increased.
The first monomer is preferably used in an amount of about 0.2 to 1.0 mol per monomer unit of the first polymer. If the amount of the first monomer used is less than 0.2 mol per unit monomer unit of the first polymer, a network structure may not be formed. Since the first monomer becomes excessive and the formation of the network structure does not proceed any further, the amount of the first monomer used may be less than 1.0 mol per constituent monomer unit of the first polymer. When the amount of the first monomer used is less than the above range, for example, the first monomer is bonded only to both ends of the first polymer, and is bonded to the second polymer together with it to form a ladder type. May form a gel. Therefore, unless a certain amount of the first monomer is used, a network structure is not formed. Accordingly, the amount of the first monomer used is preferably 0.2 mol or more per constituent monomer unit of the first polymer.

本発明の高分子ゲルは、その形状には特に制限はなく、適宜設計することにより、各種のゲル状成型品を得ることができる。具体例としては、各種衝撃吸収・制振材料、人工関節等の生体材料、各種電子部品、OA器機の伸縮部又は駆動部、各種中間膜、船底塗料、配管の汚れ付着防止剤等の工業材料;関節、軟骨、血管等の生体組織の代替材料;細胞培養シート、ソフトコンタクトレンズ、屋内緑化用含水シート、ドラッグデリバリーシステムや創傷被覆材等の医療材料等が挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular in the shape of the polymer gel of this invention, Various gel-like molded products can be obtained by designing suitably. Specific examples include industrial materials such as various shock absorbing / damping materials, biomaterials such as artificial joints, various electronic parts, OA equipment expansion / contraction parts or drive parts, various intermediate films, ship bottom paints, pipe antifouling agents, etc. Alternative materials for living tissues such as joints, cartilage and blood vessels; cell culture sheets, soft contact lenses, water-containing sheets for indoor greening, medical materials such as drug delivery systems and wound dressings.

なお、本発明の高分子ゲルには、必要に応じて、公知の着色剤、可塑剤、安定剤、強化剤、無機フィラー、耐衝撃性改質剤、難燃剤等の添加剤を含有させてもよい。これらの添加剤を高分子ゲルに含有させる方法としては、例えば、高分子量の添加剤であれば製造時に溶液に添加することができ、低分子量の添加剤であれば、最終的に得られた高分子ゲルに自由拡散によって含有させることができる。
本発明の高分子ゲルは、後述する、本発明の高分子ゲルの製造方法により製造することができる。
The polymer gel of the present invention may contain additives such as known colorants, plasticizers, stabilizers, reinforcing agents, inorganic fillers, impact modifiers, and flame retardants as necessary. Also good. As a method for incorporating these additives into the polymer gel, for example, a high molecular weight additive can be added to the solution at the time of production, and a low molecular weight additive is finally obtained. It can be contained in the polymer gel by free diffusion.
The polymer gel of this invention can be manufactured with the manufacturing method of the polymer gel of this invention mentioned later.

次に、本発明の高分子ゲルの製造方法について説明する。
第1の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法は、
第2のモノマーからなる第2のポリマーと第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造が形成された高分子ゲルの製造方法であって、
前記第1のポリマーと、第1のポリマーと反応する高分子反応基と重合反応基とを有する第1のモノマーとを反応させて第1のポリマーに重合反応基を導入して重合反応基を有する第1のポリマーを得、次いで、前記重合反応基を有する第1のポリマーの存在下に、前記重合反応基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーを共重合することによって、第2のモノマーからなる第2のポリマーと前記第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造を形成することからなる。
Next, the manufacturing method of the polymer gel of this invention is demonstrated.
The method for producing the polymer gel of the present invention in the first embodiment comprises:
A method for producing a polymer gel in which an inter-crosslinked network structure is formed between a second polymer composed of a second monomer and the first polymer,
The polymerization reactive group is introduced by reacting the first polymer with a first monomer having a polymer reactive group that reacts with the first polymer and a polymerization reactive group to introduce a polymerization reactive group into the first polymer. By copolymerizing a second monomer having a functional group copolymerizable with the polymerization reactive group in the presence of the first polymer having the polymerization reactive group. Forming a cross-linked network structure between the second polymer composed of two monomers and the first polymer.

第1の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法においては、まず、第1のポリマーと、第1のポリマーと反応する高分子反応基と重合反応基とを有する第1のモノマーとを反応させて第1のポリマーに重合反応基を導入して重合反応基を有する第1のポリマーを得る。ここで、第1のポリマーと反応する高分子反応基と重合反応基とを有する第1のモノマーとは、第1のポリマーと反応する高分子反応基と重合反応基とを有する化合物であれば特に制限なく用いることができるが、例えば、前述したようなイソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体、イソシアネート基を有するビニル誘導体を用いることができる。この場合、第1のポリマーとしては、イソシアネート基と反応する官能基を有するポリマーが用いられ、このようなポリマーとしては、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、メルカプト基等の官能基を有するポリマーが挙げられる。これらの例は前述した通りである。
第1のポリマーと第1のモノマーとを反応させ、第1のポリマーに重合反応基を導入して重合反応基を有する第1のポリマーを得る工程については、従来より公知の方法が用いられる。すなわち、第1のポリマーと第1のモノマーとを、例えば、DMF、DMSO、DMAC、NMP等の溶媒に溶解又は懸濁し、室温〜80℃程度の温度で数分〜数時間程度、撹拌して実施することができる。また反応は水やアルコールの添加によって任意の度合いで停止させることができる。
In the method for producing a polymer gel of the present invention in the first embodiment, first, a first polymer, a first monomer having a polymer reactive group that reacts with the first polymer and a polymerization reactive group are included. By reacting, a polymerization reactive group is introduced into the first polymer to obtain a first polymer having a polymerization reactive group. Here, the first monomer having a polymer reactive group that reacts with the first polymer and a polymerization reactive group is a compound that has a polymer reactive group that reacts with the first polymer and a polymerization reactive group. Although it can use without a restriction | limiting in particular, For example, the (meth) acrylic acid derivative which has an isocyanate group as mentioned above, and the vinyl derivative which has an isocyanate group can be used. In this case, a polymer having a functional group that reacts with an isocyanate group is used as the first polymer. Examples of such a polymer include functional groups such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an amide group, and a mercapto group. The polymer which has is mentioned. These examples are as described above.
For the step of reacting the first polymer with the first monomer and introducing the polymerization reactive group into the first polymer to obtain the first polymer having the polymerization reactive group, a conventionally known method is used. That is, the first polymer and the first monomer are dissolved or suspended in a solvent such as DMF, DMSO, DMAC, or NMP, and stirred at a temperature of room temperature to about 80 ° C. for several minutes to several hours. Can be implemented. The reaction can be stopped to any degree by adding water or alcohol.

本発明の高分子ゲルの製造方法においては、その使用用途によって、適宜形状を設計し、ゲル状成型品とすることができる。
第1のモノマーは、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり、0.2〜1.0モル程度用いることが好ましい。第1のモノマーの使用量が、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり0.2モル未満であると、網目構造が形成されなくなる場合があり、一方、1.0モルを超えて配合させても、第1のモノマーが過剰となり、網目構造の形成がこれ以上進まないので、第1のモノマーの使用量は、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり1.0モル以下でよい。一般に、第1のモノマーの使用量が少ない場合は、架橋密度が低くなるために弾性率が低く、延性が高い高分子ゲルができる。一方、第1のモノマーの使用量を多くすると、架橋密度が高くなるために弾性率が高く、脆性のあるゲルができる。第1のモノマーの使用量が、上記範囲よりも少ない場合、例えば、第1のモノマーが第1のポリマーの両末端のみに結合し、それと共に第2のポリマーと結合して架橋し、ラダー型のゲルを形成してしまう場合がある。従って、ある程度の量の第1のモノマーを使用しないと、網目構造が形成されないこととなってしまう。従って、第1のモノマーの使用量は、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり0.2モル以上とすることが好ましい。
In the method for producing a polymer gel of the present invention, the shape can be appropriately designed depending on the intended use, and a gel-like molded product can be obtained.
The first monomer is preferably used in an amount of about 0.2 to 1.0 mol per monomer unit of the first polymer. If the amount of the first monomer used is less than 0.2 mol per unit monomer unit of the first polymer, a network structure may not be formed. Since the first monomer becomes excessive and the formation of the network structure does not proceed any more, the amount of the first monomer used may be 1.0 mol or less per constituent monomer unit of the first polymer. In general, when the amount of the first monomer used is small, a polymer gel having a low elastic modulus and high ductility can be obtained because the crosslinking density is low. On the other hand, when the amount of the first monomer used is increased, the crosslink density is increased, so that a gel having a high elastic modulus and brittleness can be formed. When the amount of the first monomer used is less than the above range, for example, the first monomer is bonded only to both ends of the first polymer, and is bonded to the second polymer together with it to form a ladder type. May form a gel. Therefore, unless a certain amount of the first monomer is used, a network structure is not formed. Accordingly, the amount of the first monomer used is preferably 0.2 mol or more per constituent monomer unit of the first polymer.

次いで、得られた重合反応基を有する第1のポリマーの存在下に、前記重合反応基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーを共重合することによって、第2のモノマーからなる第2のポリマーと前記第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造を形成する。なお、第1のモノマーとして、前述したようなイソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体、イソシアネート基を有するビニル誘導体を用いる場合、第2のモノマーとしては、例えば、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸アルキルモノマー、メタクリル酸アルキルモノマー及びビニル化合物モノマーからなる群から選択されるモノマーが挙げられる。その他、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、 ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、α−スチレン、メトキシスチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、フマル酸ジアリル、イタコン酸ジアリル、トリメリット酸ジアリル、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル、ジアリルカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカボネート等のアリル化合物、N−メチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、マレイン酸ジメチル、フマル酸ジメチル、イタコン酸ジメチル等の不飽和ニ塩基酸およびその誘導体等を用いることができる。本発明においては、N,N−ジメチルアクリルアミドを用いることが好ましい。N,N−ジメチルアクリルアミドは、第1のポリマーと第1のモノマーとを反応させる工程において溶媒として用いることができる。   Next, by copolymerizing a second monomer having a functional group copolymerizable with the polymerization reactive group in the presence of the obtained first polymer having a polymerization reactive group, a second monomer comprising the second monomer is obtained. A cross-linked network structure is formed between the two polymers and the first polymer. When the (meth) acrylic acid derivative having an isocyanate group as described above or the vinyl derivative having an isocyanate group is used as the first monomer, examples of the second monomer include N, N-dimethylacrylamide, acrylamide. , Monomers selected from the group consisting of alkyl acrylate monomers, alkyl methacrylate monomers, and vinyl compound monomers. Other (meth) such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, etc. Acrylic acid esters, aromatic vinyl compounds such as styrene, α-styrene, methoxystyrene, divinylbenzene, vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, diallyl terephthalate, malein Aliases such as diallyl acid, diallyl fumarate, diallyl itaconate, diallyl trimelliate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, diallyl carbonate, diethylene glycol bisallyl carbonate Compounds, N-methylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, maleic acid, fumaric acid, maleic anhydride, dimethyl maleate, dimethyl fumarate, dimethyl itaconate, etc. Can be used. In the present invention, N, N-dimethylacrylamide is preferably used. N, N-dimethylacrylamide can be used as a solvent in the step of reacting the first polymer with the first monomer.

重合反応基を有する第1のポリマーの存在下に、前記重合反応基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーを共重合することによって、第2のモノマーが重合して第2のポリマーが形成されると同時に、重合性反応基を有する第1のポリマーが、第2のモノマーと共重合するので、得られる生成物は、第2のモノマーからなる第2のポリマーと第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造が形成されることとなる。重合反応基を有する第1のポリマーの存在下に、第2のモノマーを共重合する反応の条件は、室温〜80℃程度の温度で数分〜数時間程度、撹拌して実施することができる。反応の際には、光ラジカル開始剤を反応系に加え、紫外線を照射して共重合を開始させることが好ましい。このような光ラジカル開始剤としては、例えば、α−ケトグルタル酸、ベンゾフェノン、アセトフェノンベンジル、ベンジルジメチルケトン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ジメトキシアセトフェノン、ジメトキシフェニルアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、ジフェニルジサルファイト、オルトベンゾイル安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、2,4−ジエチルチオキサンソン、2−メチル−1−[4−(メチル)フェニル]−2−モルホリノプロパノン−1、テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、ベンジル、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、4,4−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、2,2'−ビス(2−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミ ダゾ−ル等が挙げられる。また、熱ラジカル開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)などのアゾ化合物や、過硫酸カリウム、過硫酸ソーダ、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、過酸化ベンゾイル、過酸化ハロゲンベンゾイ ル、過酸化ラウロイル、過酸化アセチル、過酸化ジブチル、クメンヒドロぺルオキシド、ブチルヒドロぺルオキシド等の有機過酸化物、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の無機過酸化物が挙げられる。   The second monomer is polymerized by copolymerizing the second monomer having a functional group copolymerizable with the polymerization reactive group in the presence of the first polymer having the polymerization reactive group. Since the first polymer having a polymerizable reactive group is copolymerized with the second monomer at the same time, the resulting product is composed of the second polymer composed of the second monomer and the first polymer. A cross-linked network structure is formed between the two. The reaction conditions for copolymerizing the second monomer in the presence of the first polymer having a polymerization reactive group can be carried out with stirring at a temperature of room temperature to about 80 ° C. for about several minutes to several hours. . In the reaction, it is preferable to add a photo radical initiator to the reaction system and irradiate ultraviolet rays to initiate copolymerization. Examples of such photo radical initiators include α-ketoglutaric acid, benzophenone, acetophenone benzyl, benzyl dimethyl ketone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, dimethoxyacetophenone, dimethoxyphenylacetophenone, diethoxyacetophenone. , Diphenyl disulfite, methyl orthobenzoylbenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, 2,4-diethylthioxanthone, 2-methyl-1- [4- (methyl) phenyl] -2-morpholinopropanone- 1, tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, benzyl, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 4,4-bisdiethylaminoben Phenone, 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2' Biimi Dazo - le, and the like. As thermal radical initiators, azo compounds such as azobisisobutyronitrile (AIBN), persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate, benzoyl peroxide, halogen benzoyl peroxide, Examples thereof include organic peroxides such as lauroyl peroxide, acetyl peroxide, dibutyl peroxide, cumene hydroperoxide, and butyl hydroperoxide, and inorganic peroxides such as hydrogen peroxide, ammonium persulfate, and potassium persulfate.

重合反応基を有する第1のポリマーと、第2のモノマーとの使用割合は、得ようとする高分子ゲルの特性により、第1のモノマーと、第2のモノマーからなる第2のポリマーとの比率を調整することができ、その比率は、構成モノマー単位のモル比で1:10000〜10000:1程度である。(0.01mol%〜99.99mol%)第1のポリマーの特性を強くしようとする時には、第1のポリマーの比率を大きくし、第2のポリマーの特性を強くしようとする時には、第2のポリマーの比率を大きくすればよい。
本発明の高分子ゲルの製造方法においては、架橋剤を用いていないので、第1のポリマー同士の架橋、第2のポリマー同士の架橋は形成されず、第1のポリマーと第2のポリマーとが、互いに異種のポリマーとの間の架橋を形成し、網目構造が形成される。
The use ratio of the first polymer having a polymerization reactive group and the second monomer depends on the properties of the polymer gel to be obtained, and the first monomer and the second polymer composed of the second monomer. The ratio can be adjusted, and the ratio is about 1: 10000 to 10,000: 1 in terms of the molar ratio of the constituent monomer units. (0.01 mol% to 99.99 mol%) When trying to increase the characteristics of the first polymer, the ratio of the first polymer is increased, and when trying to increase the characteristics of the second polymer, What is necessary is just to enlarge the ratio of a polymer.
In the method for producing a polymer gel of the present invention, since a crosslinking agent is not used, crosslinking between the first polymers and crosslinking between the second polymers are not formed, and the first polymer and the second polymer However, they form crosslinks between different polymers and form a network structure.

次に、第2の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法について説明する。第2の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法は、第2のモノマーからなる第2のポリマーと第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造が形成された高分子ゲルの製造方法であって、
第1のポリマーと反応する高分子反応基と重合反応基とを有する第1のモノマーを、前記重合反応基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーと共重合させ、高分子反応基を有する第2のポリマーを得、前記高分子反応基を有する第2のポリマーと、第1のポリマーとを反応させて、前記第2のポリマーと前記第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造を形成する。
Next, the manufacturing method of the polymer gel of this invention in a 2nd embodiment is demonstrated. The method for producing a polymer gel of the present invention in the second embodiment is a method for producing a polymer gel in which an intercrosslinking network structure is formed between the second polymer composed of the second monomer and the first polymer. Because
A first monomer having a polymer reactive group that reacts with the first polymer and a polymerization reactive group is copolymerized with a second monomer having a functional group that can be copolymerized with the polymerization reactive group, to obtain a polymer reactive group And a second polymer having the polymer reactive group is reacted with the first polymer to form an intercrosslinking network between the second polymer and the first polymer. Form a structure.

本発明の第2の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法においては、まず、第1のポリマーと反応する高分子反応基と重合反応基とを有する第1のモノマーを、前記重合反応基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーと共重合させ、高分子反応基を有する第2のポリマーを得る。ここで、第1のモノマー、第2のモノマーについては第1の実施態様において説明した通りである。反応条件、使用割合等も第1の実施態様と同様である。この第2の実施態様においても、N,N−ジメチルアクリルアミドは溶媒としても用い得るので好ましい。
次いで、得られた、高分子反応基を有する第2のポリマーと、第1のポリマーとを反応させる。ここで用いられる第1のポリマーについても、第1の実施態様において説明したものと同様のものが用いられ、反応条件等も同様である。
第2の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法においては、第1のモノマーとして、上述したイソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体が用いられる。上述のイソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体の中で、式(8)及び(9)で表わされる化合物を用いることが好ましい。式(8)及び(9)で表わされる化合物は、イソシアネート基に保護基が結合しており、そのままでは第1のポリマーとの反応が起こらず、反応系を高温(例えば70℃以上)にすることにより、保護基がはずれて、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体が形成され、この化合物のイソシアネート基が第1のポリマーと反応するので、全ての反応成分を混合し、室温〜30℃程度の温度で、まず第1のポリマーと反応する高分子反応基と重合反応基とを有する第1のモノマーを、前記重合反応基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーと共重合させ(例えば、上述したような光ラジカル開始剤の存在下に紫外線を照射して)、次いで、70〜90℃程度の温度に反応系を上昇させ、第1のポリマーと反応させることにより、反応の途中に試薬を追加する工程を省略できるという利点がある。第2の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法により製造された高分子ゲルは、特にフィルム状のゲルの作成に優れている。
In the method for producing a polymer gel of the present invention in the second embodiment of the present invention, first, the first monomer having a polymer reactive group that reacts with the first polymer and a polymerization reactive group is used as the polymerization reaction. Copolymerization with a second monomer having a functional group copolymerizable with the group yields a second polymer having a polymer reactive group. Here, the first monomer and the second monomer are as described in the first embodiment. Reaction conditions, usage ratios, and the like are the same as in the first embodiment. Also in this second embodiment, N, N-dimethylacrylamide is preferable because it can be used as a solvent.
Next, the obtained second polymer having a polymer reactive group is reacted with the first polymer. The first polymer used here is the same as that described in the first embodiment, and the reaction conditions and the like are also the same.
In the method for producing a polymer gel of the present invention in the second embodiment, the above-mentioned (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group is used as the first monomer. Among the (meth) acrylic acid derivatives or vinyl derivatives having an isocyanate group described above, it is preferable to use the compounds represented by the formulas (8) and (9). In the compounds represented by the formulas (8) and (9), a protecting group is bonded to the isocyanate group, so that the reaction with the first polymer does not occur as it is, and the reaction system is heated to a high temperature (for example, 70 ° C. or higher). Since the protecting group is removed, a (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group is formed, and the isocyanate group of this compound reacts with the first polymer. A first monomer having a polymer reactive group and a polymerization reactive group that reacts with the first polymer at a temperature of about -30 ° C., and a second monomer having a functional group copolymerizable with the polymerization reactive group (For example, by irradiating ultraviolet rays in the presence of a photoradical initiator as described above), and then raising the reaction system to a temperature of about 70 to 90 ° C. to react with the first polymer. By, there is an advantage that can be omitted the step of adding the reagent in the middle of the reaction. The polymer gel produced by the method for producing a polymer gel of the present invention in the second embodiment is particularly excellent in producing a film-like gel.

次に、第3の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法について説明する。第5の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法は、第2のモノマーからなる第2のポリマーと、第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造が形成された高分子ゲルの製造方法であって、第1のポリマーと反応する高分子反応基と重合反応基とを有する第1のモノマーと、第1のポリマーと、前記重合反応基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーとを反応させ、第1のモノマーと第2のモノマーとを共重合させると共に、第1のモノマー中の高分子反応基を第1のポリマーと反応させて、前記第2のポリマーと前記第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造を形成する。
すなわち、第5の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法は、第1のポリマー、第1のモノマー及び第2のモノマーを全て同時に混合して反応を行う。用いられる原料や反応条件等については、他の実施態様における高分子ゲルの製造方法と同様である。
Next, the manufacturing method of the polymer gel of this invention in a 3rd embodiment is demonstrated. The method for producing a polymer gel of the present invention in a fifth embodiment is the production of a polymer gel in which an interconnected network structure is formed between the second polymer composed of the second monomer and the first polymer. A method comprising: a first monomer having a polymer reactive group that reacts with the first polymer and a polymerization reactive group; a first polymer; and a second monomer having a functional group copolymerizable with the polymerization reactive group. And the first monomer and the second monomer are copolymerized, and the polymer reactive group in the first monomer is reacted with the first polymer, whereby the second polymer and the An cross-linked network structure is formed with the first polymer.
That is, in the method for producing the polymer gel of the present invention in the fifth embodiment, the first polymer, the first monomer, and the second monomer are all mixed and reacted. About the raw material used, reaction conditions, etc., it is the same as that of the manufacturing method of the polymer gel in other embodiment.

上述した、第1〜第3の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法において用いられる、第1のモノマーとしては、第1のポリマーとの反応性を有すると共に重合反応基を有する化合物が挙げられる。第1のポリマーとの反応性を有するとは、第1のポリマーと架橋し得る官能基を有することを意味し、例えば、第1のポリマーとしてセルロース誘導体を用いる場合には、イソシアネート基を有する化合物が該当する。また、重合反応基とは、例えば、(メタ)アクリル基、ビニル基等が挙げられる。従って、第1のモノマーとしては、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体、イソシアネート基を有するビニル誘導体が挙げられ、具体例は上述した通りである。   As a 1st monomer used in the manufacturing method of the polymer gel of this invention in the 1st-3rd embodiment mentioned above, the compound which has a reactivity with a 1st polymer and has a polymerization reaction group is mentioned. Can be mentioned. Having reactivity with the first polymer means having a functional group capable of crosslinking with the first polymer. For example, when a cellulose derivative is used as the first polymer, a compound having an isocyanate group Is applicable. Examples of the polymerization reactive group include a (meth) acryl group and a vinyl group. Accordingly, examples of the first monomer include (meth) acrylic acid derivatives having an isocyanate group and vinyl derivatives having an isocyanate group, and specific examples are as described above.

次に、第1〜第3の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法において用いられる第1のポリマーについて説明する。第1のポリマーは、後述する第2のポリマーと、互いに異種のポリマーとの間の架橋によって網目構造を形成するものである。具体例としては、上述した、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体により架橋し得るものであるので、イソシアネート基と反応性を有するポリマーを用いることができる。
イソシアネート基と反応性を有するポリマーとしては、イソシアネート基と反応性を有する官能基が導入されているポリマーが好ましい。このような官能基の例としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、メルカプト基等が挙げられる。すなわち、前記第1のポリマーとしては、水酸基を有するポリマー、カルボキシル基を有するポリマー、アミノ基を有するポリマー、アミド基を有するポリマー、メルカプト基を有するポリマー等が挙げられる。このようなポリマーとしては上述した通りである。
Next, the 1st polymer used in the manufacturing method of the polymer gel of this invention in the 1st-3rd embodiment is demonstrated. The first polymer forms a network structure by cross-linking between a second polymer described later and different polymers. As a specific example, since it can be cross-linked by the (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group described above, a polymer having reactivity with an isocyanate group can be used.
As the polymer having reactivity with an isocyanate group, a polymer into which a functional group having reactivity with an isocyanate group is introduced is preferable. Examples of such functional groups include a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an amide group, a mercapto group, and the like. That is, examples of the first polymer include a polymer having a hydroxyl group, a polymer having a carboxyl group, a polymer having an amino group, a polymer having an amide group, and a polymer having a mercapto group. Such a polymer is as described above.

次に、第1〜第3の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法において用いられる第2のポリマーについて説明する。第2のポリマーは、上述した第1のポリマーと、互いに異種のポリマーとの間の架橋によって網目構造を形成するものである、具体例としては、上述したイソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体により架橋し得るものであり、(メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なポリマーを用いることができ、具体例は上述した通りである。
(メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なポリマーとしては、例えば、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸アルキルモノマー、メタクリル酸アルキルモノマー及びビニル化合物モノマーからなる群から選択されるモノマーを重合してなるポリマーが挙げられる。その他、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、 ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、α−スチレン、メトキシスチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、フマル酸ジアリル、イタコン酸ジアリル、トリメリット酸ジアリル、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル、ジアリルカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカボネート等のアリル化合物、N−メチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、マレイン酸ジメチル、フマル酸ジメチル、イタコン酸ジメチル等の不飽和ニ塩基酸およびその誘導体、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレートを重合してなるポリマーも本発明における第2のポリマーとなり得る。
Next, the 2nd polymer used in the manufacturing method of the polymer gel of this invention in the 1st-3rd embodiment is demonstrated. A 2nd polymer forms a network structure by bridge | crosslinking between the 1st polymer mentioned above and a mutually different polymer, As a specific example, the (meth) acrylic acid derivative which has the isocyanate group mentioned above is mentioned. Alternatively, a polymer that can be crosslinked with a vinyl derivative and can be copolymerized with a (meth) acryl group or a vinyl group can be used, and specific examples are as described above.
Examples of the polymer copolymerizable with the (meth) acrylic group or vinyl group include monomers selected from the group consisting of N, N-dimethylacrylamide, acrylamide, alkyl acrylate monomers, alkyl methacrylate monomers, and vinyl compound monomers. A polymer obtained by polymerization may be mentioned. Other (meth) such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, etc. Acrylic acid esters, aromatic vinyl compounds such as styrene, α-styrene, methoxystyrene, divinylbenzene, vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, diallyl terephthalate, malein Aliases such as diallyl acid, diallyl fumarate, diallyl itaconate, diallyl trimelliate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, diallyl carbonate, diethylene glycol bisallyl carbonate Compound, N-methylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, maleic acid, fumaric acid, maleic anhydride, dimethyl maleate, dimethyl fumarate, dimethyl itaconate, and derivatives thereof, ethylene Glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol Poly (poly) obtained by polymerizing polyfunctional (meth) acrylates such as tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, etc. Chromatography may also be a second polymer in the present invention.

第1〜第3の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法において用いられる第1のポリマー、第2のポリマー及び第1のモノマーの含有割合に特に制限はないが、得ようとする高分子ゲルの特性により、第1のポリマーと第2のポリマーとの比率を調整することができ、その比率は、構成モノマー単位のモル比で1:10000〜10000:1程度である(0.01mol%〜99.99mol%)。第1のポリマーの特性を強くしようとする時には、第1のポリマーの比率を大きくし、第2のポリマーの特性を強くしようとする時には、第2のポリマーの比率を大きくすればよい。
また、第1のモノマーは、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり、0.2〜1.0モル程度用いることが好ましい。第1のモノマーの使用量が、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり0.2モル未満であると、網目構造が形成されなくなる場合があり、一方、1.0モルを超えて配合させても、第1のモノマーが過剰となり、網目構造の形成がこれ以上進まないので、第1のモノマーの使用量は、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり1.0モル未満でよい。第1のモノマーの使用量が、上記範囲よりも少ない場合、例えば、第1のモノマーが第1のポリマーの両末端のみに結合し、それと共に第2のポリマーと結合して架橋し、ラダー型のゲルを形成してしまう場合がある。従って、ある程度の量の第1のモノマーを使用しないと、網目構造が形成されないこととなってしまう。従って、第1のモノマーの使用量は、第1のポリマーの構成モノマー単位あたり0.2モル以上とすることが好ましい。
Although there is no restriction | limiting in particular in the content rate of the 1st polymer used in the manufacturing method of the polymer gel of this invention in the 1st-3rd embodiment, a 2nd polymer, and a 1st monomer, The high which it is going to obtain The ratio between the first polymer and the second polymer can be adjusted according to the characteristics of the molecular gel, and the ratio is about 1: 10000 to 10,000: 1 in terms of the molar ratio of the constituent monomer units (0.01 mol). % To 99.99 mol%). When the characteristics of the first polymer are to be increased, the ratio of the first polymer is increased, and when the characteristics of the second polymer are to be increased, the ratio of the second polymer is increased.
The first monomer is preferably used in an amount of about 0.2 to 1.0 mol per monomer unit of the first polymer. If the amount of the first monomer used is less than 0.2 mol per unit monomer unit of the first polymer, a network structure may not be formed. Since the first monomer becomes excessive and the formation of the network structure does not proceed any further, the amount of the first monomer used may be less than 1.0 mol per constituent monomer unit of the first polymer. When the amount of the first monomer used is less than the above range, for example, the first monomer is bonded only to both ends of the first polymer, and is bonded to the second polymer together with it to form a ladder type. May form a gel. Therefore, unless a certain amount of the first monomer is used, a network structure is not formed. Accordingly, the amount of the first monomer used is preferably 0.2 mol or more per constituent monomer unit of the first polymer.

なお、第1〜第3の実施態様における本発明の高分子ゲルの製造方法においては、必要に応じて、公知の着色剤、可塑剤、安定剤、強化剤、無機フィラー、耐衝撃性改質剤、難燃剤等の添加剤を含有させてもよい。これらの添加剤を高分子ゲルに含有させる方法としては、例えば、高分子量の添加剤であれば製造時に溶液に添加することができ、低分子量の添加剤であれば、最終的に得られた高分子ゲルに自由拡散によって含有させることができる。   In addition, in the manufacturing method of the polymer gel of the present invention in the first to third embodiments, known colorants, plasticizers, stabilizers, reinforcing agents, inorganic fillers, impact resistance modification are performed as necessary. You may contain additives, such as an agent and a flame retardant. As a method for incorporating these additives into the polymer gel, for example, a high molecular weight additive can be added to the solution at the time of production, and a low molecular weight additive is finally obtained. It can be contained in the polymer gel by free diffusion.

上記から明らかなように、本発明は、以下の高分子ゲルの製造方法を提供する。
イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体を、イソシアネート基と反応性を有する第1のポリマーと高分子反応させて第1のポリマーにアクリル基又はビニル基を導入し、アクリル基又はビニル基を有する第1のポリマーを得、次いで、前記アクリル基又はビニル基を有する第1のポリマーの存在下に、アクリル基又はビニル基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーを共重合することによって、第2のモノマーからなる第2のポリマーと前記第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造を形成することを特徴とする高分子ゲルの製造方法。
イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体を、アクリル基又はビニル基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーと共重合させ、イソシアネート基を有する第2のポリマーを得、次いで、前記イソシアネート基を有する第2のポリマーを、イソシアネート基と反応性を有する第1のポリマーと反応させて、第2のモノマーからなる第2のポリマーと前記第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造を形成することを特徴とする高分子ゲルの製造方法。
イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体と、アクリル基又はビニル基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーと、イソシアネート基と反応性を有する第1のポリマーとを反応させ、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体と第2のモノマーとを共重合させると共に、前記(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体中のイソシアネート基を第1のポリマーと反応させて、前記第2のモノマーからなる第2のポリマーと前記第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造を形成する、第2のポリマーと第1のポリマーとの間に相互架橋網目構造が形成された高分子ゲルの製造方法。
As apparent from the above, the present invention provides the following method for producing a polymer gel.
A (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group is polymerized with a first polymer having reactivity with an isocyanate group to introduce an acrylic group or vinyl group into the first polymer, thereby producing an acrylic group or vinyl. A first polymer having a group is obtained, and then a second monomer having a functional group copolymerizable with the acrylic group or the vinyl group is copolymerized in the presence of the first polymer having the acrylic group or the vinyl group. By doing so, an inter-crosslinked network structure is formed between the second polymer composed of the second monomer and the first polymer, and a method for producing a polymer gel.
A (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group is copolymerized with a second monomer having a functional group copolymerizable with the acrylic group or the vinyl group to obtain a second polymer having an isocyanate group, and The second polymer having the isocyanate group is reacted with the first polymer having reactivity with the isocyanate group, so that the second polymer comprising the second monomer and the first polymer are cross-linked. A method for producing a polymer gel, comprising forming a network structure.
A (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group is reacted with a second monomer having a functional group copolymerizable with the acrylic group or the vinyl group, and the first polymer having reactivity with the isocyanate group. And copolymerizing the (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group with the second monomer, and reacting the isocyanate group in the (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative with the first polymer, An intercrosslinking network structure was formed between the second polymer and the first polymer, forming an intercrosslinking network structure between the second polymer composed of the second monomer and the first polymer. A method for producing a polymer gel.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、かかる実施例に限定されないことはいうまでもない。
以下の実施例では、以下の方法で高分子ゲルの評価を行った。
(1)引張試験
調製したゲルを大量の純粋中に24時間以上浸して膨潤させたものを試料として用いた。試験片をダンベル状型抜き機(JIS K6251 引張8号)で作製し、厚さが3mm、評点間距離が16mmの試料を作製した。試験には、卓上型材料試験機STA−1150(オリエンテック社製)を用い、クロスヘッド速度100mm/分で測定した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Needless to say, the scope of the present invention is not limited to such examples.
In the following examples, the polymer gel was evaluated by the following method.
(1) Tensile test A sample prepared by immersing the prepared gel in a large amount of pure for 24 hours or more to swell was used as a sample. A test piece was prepared with a dumbbell-shaped die cutter (JIS K6251 tension No. 8), and a sample having a thickness of 3 mm and a distance between scores of 16 mm was prepared. In the test, a desktop material testing machine STA-1150 (manufactured by Orientec Co., Ltd.) was used, and measurement was performed at a crosshead speed of 100 mm / min.

(2)架橋点濃度
架橋点濃度は以下の式より求めた。
架橋点濃度(モル/L)=架橋点の個数(モル)/膨潤後の体積(L)
なお、架橋点の個数、膨潤後の体積は以下のようにして求めた。
架橋点の個数は以下の式より求めた。
架橋点の個数(モル)=添加したカレンズMOI−EGの質量(g)/カレンズMOI−EGの分子量(g/モル)×HPCに対するカレンズMOI−EGの導入率(モル%)
HPCに対するカレンズMOI−EGの導入率(モル%)は、HPCを構成するピラノース環1個に対するカレンズMOI−EGの分子の個数の比率を表す。
膨潤後の体積は以下の式で求めた。
膨潤後の体積(L)=膨潤後の体積(mm)/10−6
膨潤後の体積(mm)=長さ(mm)×幅(mm)×厚さ(mm)
長さ、幅、厚さは、膨潤させた後のゲルのサイズである。
(2) Crosslinking point concentration The crosslinking point concentration was determined from the following equation.
Crosslinking point concentration (mol / L) = number of crosslinking points (mol) / volume after swelling (L)
The number of crosslinking points and the volume after swelling were determined as follows.
The number of cross-linking points was determined from the following formula.
Number of crosslinking points (mol) = mass of added Karenz MOI-EG (g) / molecular weight of Karenz MOI-EG (g / mole) × introduction rate of Karenz MOI-EG to HPC (mol%)
The introduction rate (mol%) of Karenz MOI-EG to HPC represents the ratio of the number of molecules of Karenz MOI-EG to one pyranose ring constituting HPC.
The volume after swelling was determined by the following formula.
Volume after swelling (L) = Volume after swelling (mm 3 ) / 10 −6
Volume after swelling (mm 3 ) = length (mm) × width (mm) × thickness (mm)
The length, width, and thickness are the size of the gel after swelling.

(3)含水率
高分子ゲルの一部をサンプルとして採取し、乾燥法を用いて含水率を測定した。乾燥法は固体試料を水の蒸散温度以上に加熱して一定時間保ち、試料から水を蒸発、乾燥させ、加熱乾燥前後の試料質量の減少量を水分として求める方法である。含水率は重量パーセント(wt%)で表記する。
Moisture Analyzers MS−70(AND(エー・アンド・ディ)社製)を用いて測定した。
(3) Moisture content A part of the polymer gel was collected as a sample, and the moisture content was measured using a drying method. The drying method is a method in which a solid sample is heated to a temperature equal to or higher than the transpiration temperature of water and kept for a certain period of time to evaporate and dry the water from the sample, and the amount of decrease in the sample mass before and after heat drying is obtained as moisture. The moisture content is expressed in weight percent (wt%).
It measured using Moisture Analyzers MS-70 (made by AND (A & D)).

実施例1
N,N−ジメチルアクリルアミド7.93gに、セルロース誘導体(ヒドロキシプロピルセルロース、HPC、水中20g/L・25℃における粘度:2.0〜2.9mPa・s)0.102gを加え、HPCが溶解するまで撹拌した。次いで、カレンズMOI−EG(前記一般式(6)で表わされる化合物)を、HPCの構成単位モノマーであるピラノース環1モルに対し、0.3モル量を加え、60℃の温度で1時間撹拌した。次いで、純水2.16mLを加え、カレンズMOI−EGの未反応のイソシアネート基を水分子と反応させ、ゲル化の際に誤った反応が起こらないようにした。次いで、光ラジカル開始剤であるα−ケトグルタル酸0.012gを加え、攪拌した後、二枚のガラス板に1mmのシリコーンスペーサーを挟んだ鋳型に溶液を流し込み、紫外光(波長:352nm)を約9時間照射して高分子ゲルを調製した。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
Example 1
To 0.293 g of N, N-dimethylacrylamide, 0.102 g of cellulose derivative (hydroxypropylcellulose, HPC, 20 g / L in water, viscosity at 25 ° C .: 2.0 to 2.9 mPa · s) is added, and HPC is dissolved. Until stirred. Next, Karenz MOI-EG (compound represented by the general formula (6)) is added in an amount of 0.3 mol to 1 mol of the pyranose ring which is a constitutional unit monomer of HPC, and stirred at a temperature of 60 ° C. for 1 hour. did. Subsequently, 2.16 mL of pure water was added to react unreacted isocyanate groups of Karenz MOI-EG with water molecules so that no erroneous reaction occurred during gelation. Next, 0.012 g of α-ketoglutaric acid as a photo radical initiator was added and stirred, and then the solution was poured into a mold with a 1 mm silicone spacer sandwiched between two glass plates, and ultraviolet light (wavelength: 352 nm) was applied. A polymer gel was prepared by irradiation for 9 hours. The obtained polymer gel was evaluated as described above.

実施例2
セルロース誘導体として、水中20g/L・25℃における粘度が1000〜5000mPa・sのものを用いた以外は実施例1と同様に操作を行い、高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
Example 2
A polymer gel was obtained in the same manner as in Example 1 except that a cellulose derivative having a viscosity at 20 g / L · 25 ° C. in water of 1000 to 5000 mPa · s was used. The obtained polymer gel was evaluated as described above.

実施例3
カレンズMOI−EGの使用量を、HPCの構成単位モノマーであるピラノース環1モルに対し、1.0モルとした以外は実施例1と同様に操作を行い、高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
Example 3
A polymer gel was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of Karenz MOI-EG was 1.0 mol per mol of pyranose ring which is a constituent unit monomer of HPC. The obtained polymer gel was evaluated as described above.

実施例4
セルロース誘導体として、水中20g/L・25℃における粘度が1000〜5000mPa・sのものを用い、カレンズMOI−EGの使用量を、HPCの構成単位モノマーであるピラノース環1モルに対し、1.0モルとした以外は実施例1と同様に操作を行い、高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
Example 4
A cellulose derivative having a viscosity of 1000 to 5000 mPa · s in water at 20 g / L · 25 ° C. is used, and the amount of Karenz MOI-EG used is 1.0 with respect to 1 mol of pyranose ring which is a constitutional unit monomer of HPC. A polymer gel was obtained in the same manner as in Example 1 except that the molar amount was changed. The obtained polymer gel was evaluated as described above.

実施例5
セルロース誘導体として、水中20g/L・25℃における粘度が1000〜5000mPa・sのものを用い、カレンズMOI−EGの使用量を、HPCの構成単位モノマーであるピラノース環1モルに対し、0.1モルとした以外は実施例1と同様に操作を行い、高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
実施例1〜5で得られた高分子ゲルにおいて原料として用いられたHPCは増粘剤として用いられているものであり、LCST型(下限臨界溶液温度)の温度依存性を有し、通常は32℃以上の温度になると水に不溶となる物質である。一方、N,N−ジメチルアクリルアミドは水への溶解度が高く、水温が上昇した場合でもよく溶解するものである。実施例1〜5で得られた高分子ゲルは、いずれも、HPCを添加したことにより、架橋密度を同程度にしても、N,N−ジメチルアクリルアミドのみからなるポリマーに比べ、高延性の高分子ゲルとなる。また、N,N−ジメチルアクリルアミドを加えたことにより、水中で高温にした場合でも透明度を保ったゲルとなる。
Example 5
A cellulose derivative having a viscosity of 1000 to 5000 mPa · s in water at 20 g / L · 25 ° C. is used, and the amount of Karenz MOI-EG used is 0.1 per mol of pyranose ring as a constituent unit monomer of HPC. A polymer gel was obtained in the same manner as in Example 1 except that the molar amount was changed. The obtained polymer gel was evaluated as described above.
The HPC used as a raw material in the polymer gels obtained in Examples 1 to 5 is used as a thickener, has LCST type (lower critical solution temperature) temperature dependency, and is usually It is a substance that becomes insoluble in water at a temperature of 32 ° C. or higher. On the other hand, N, N-dimethylacrylamide has a high solubility in water and dissolves well even when the water temperature rises. Each of the polymer gels obtained in Examples 1 to 5 has high ductility as compared with a polymer composed only of N, N-dimethylacrylamide even if the crosslink density is the same by adding HPC. It becomes a molecular gel. Moreover, by adding N, N-dimethylacrylamide, it becomes a gel that maintains transparency even when the temperature is increased in water.

比較例1
架橋剤である、N,N’−メチレンビスアクリルアミドを、N,N−ジメチルアクリルアミドに対して0.05モル%加えた以外は、実施例1と同様に操作を行い、高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
Comparative Example 1
A polymer gel was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.05 mol% of N, N′-methylenebisacrylamide as a crosslinking agent was added to N, N-dimethylacrylamide. . The obtained polymer gel was evaluated as described above.

比較例2
架橋剤である、N,N’−メチレンビスアクリルアミドを、N,N−ジメチルアクリルアミドに対して0.05モル%加えた以外は、実施例2と同様に操作を行い、高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
Comparative Example 2
A polymer gel was obtained in the same manner as in Example 2 except that 0.05 mol% of N, N′-methylenebisacrylamide as a crosslinking agent was added to N, N-dimethylacrylamide. . The obtained polymer gel was evaluated as described above.

比較例3
架橋剤である、N,N’−メチレンビスアクリルアミドを、N,N−ジメチルアクリルアミドに対して0.05モル%加えた以外は、実施例3と同様に操作を行い、高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
Comparative Example 3
A polymer gel was obtained in the same manner as in Example 3 except that 0.05 mol% of N, N′-methylenebisacrylamide as a crosslinking agent was added to N, N-dimethylacrylamide. . The obtained polymer gel was evaluated as described above.

比較例4
架橋剤である、N,N’−メチレンビスアクリルアミドを、N,N−ジメチルアクリルアミドに対して0.05モル%加えた以外は、実施例4と同様に操作を行い、高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
比較例1〜4においては、架橋剤を加えており、これにより、セルロース誘導体分子同士が架橋し、またN,N−ジメチルアクリルアミドが共重合して生成するポリマー同士が架橋しており、網目構造が形成されていない。
Comparative Example 4
A polymer gel was obtained in the same manner as in Example 4 except that 0.05 mol% of N, N′-methylenebisacrylamide as a crosslinking agent was added to N, N-dimethylacrylamide. . The obtained polymer gel was evaluated as described above.
In Comparative Examples 1 to 4, a crosslinking agent is added, whereby cellulose derivative molecules are crosslinked to each other, and polymers formed by copolymerization of N, N-dimethylacrylamide are crosslinked to each other. Is not formed.

引張試験の結果(応力−ひずみ曲線、S−S曲線)を図1に示す。
実施例5の高分子ゲルが、最もよく伸び、10.63(1063%)の最大ひずみを示した。また、架橋剤であるN,N’−メチレンビスアクリルアミドを加えた場合と加えない場合とでは、加えない場合(すなわち、本発明の高分子ゲル)の方が最大ひずみが大きいことがわかった(比較例1に対して実施例1、比較例2に対して実施例2、比較例3に対して実施例3、比較例4に対して実施例4)。また、実施例1〜4で得られた高分子ゲルにおいても引張試験が可能であったので、カレンズMOI−EGを添加することにより、架橋剤N,N’−メチレンビスアクリルアミドを加えずにゲルを調製できることがわかった。
また、実施例1〜5及び比較例1〜4で得られた高分子ゲルの最大ひずみを図2に示す。カレンズMOI−EGの配合量の少ない方が、得られた高分子ゲルの粘性が高くなることがわかった。
The results of the tensile test (stress-strain curve, SS curve) are shown in FIG.
The polymer gel of Example 5 stretched best and exhibited a maximum strain of 10.63 (1063%). Further, it was found that the maximum strain was larger when N, N′-methylenebisacrylamide as a crosslinking agent was added and when it was not added (that is, the polymer gel of the present invention). Example 1 for Comparative Example 1, Example 2 for Comparative Example 2, Example 3 for Comparative Example 3, Example 4 for Comparative Example 4). Moreover, since the tensile test was possible also in the polymer gel obtained in Examples 1-4, by adding Karenz MOI-EG, gel was added without adding the crosslinking agent N, N′-methylenebisacrylamide. It was found that can be prepared.
Moreover, the maximum distortion of the polymer gel obtained in Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4 is shown in FIG. It was found that the viscosity of the polymer gel obtained was higher when the amount of Karenz MOI-EG was smaller.

図3に、架橋点濃度と最大ひずみとの関係を示すグラフを示す。図3から明らかなように、粘性の高いHPCの方が最大ひずみが大きくなることがわかる。更に、HPCの方の主鎖に沿った架橋点の個数はHPCの主鎖の長さに比例しており、そのため、粘性の高いHPCの方を用いた場合、架橋点が増えるため、ゲルの延性が向上すると考えられる。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the crosslinking point concentration and the maximum strain. As is clear from FIG. 3, it can be seen that HPC having higher viscosity has a larger maximum strain. Further, the number of cross-linking points along the main chain of HPC is proportional to the length of the main chain of HPC. Therefore, when HPC having higher viscosity is used, the number of cross-linking points increases. It is thought that the ductility is improved.

含水率の測定結果を図4に示す。図4から明らかなように、実施例5で得られた高分子ゲルが、最も高い含水率を示すことがわかった。また、架橋剤であるN,N’−メチレンビスアクリルアミドを加えた場合と加えない場合とでは、加えない場合(すなわち、本発明の高分子ゲル)の方が含水率が高いことがわかった(比較例1に対して実施例1、比較例2に対して実施例2、比較例3に対して実施例3、比較例4に対して実施例4)。また、カレンズMOI−EGの配合量が少なく、HPCの粘性が高い方が含水率が高くなることがわかった。これは、架橋の濃度と最大ひずみとの関係と類似した傾向である。含水率の高くなる条件では、架橋点の個数が少なくなり、そのためゲルの網目の間隔が大きくなり、水を蓄えられる体積が増加し、そのために含水率が高くなったと考えられる。
上述したことより、本発明の高分子ゲルは、ポリジメチルアクリルアミドの有する、高含水率と、セルロースが有する高粘性とを併せ持ったものである。
The measurement result of the moisture content is shown in FIG. As is clear from FIG. 4, it was found that the polymer gel obtained in Example 5 showed the highest water content. Further, it was found that the moisture content was higher when N, N′-methylenebisacrylamide as a crosslinking agent was added and when it was not added (that is, the polymer gel of the present invention). Example 1 for Comparative Example 1, Example 2 for Comparative Example 2, Example 3 for Comparative Example 3, Example 4 for Comparative Example 4). It was also found that the moisture content was higher when the amount of Karenz MOI-EG was less and the viscosity of HPC was higher. This is a tendency similar to the relationship between the concentration of crosslinking and the maximum strain. Under the condition that the water content is high, the number of cross-linking points is reduced, so that the space between the gel meshes is increased, the volume for storing water is increased, and therefore the water content is considered to be high.
As described above, the polymer gel of the present invention has both the high water content of polydimethylacrylamide and the high viscosity of cellulose.

実施例6
セルロース誘導体として、メチルセルロース15(水中20g/L、平均分子量50,000、平均重合度:260、和光純薬工業(株)製)を用いた以外は実施例1と同様に操作を行い、高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
Example 6
The same procedure as in Example 1 was carried out except that methylcellulose 15 (20 g / L in water, average molecular weight 50,000, average polymerization degree: 260, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the cellulose derivative, and the polymer A gel was obtained. The obtained polymer gel was evaluated as described above.

実施例7
セルロース誘導体として、酢酸セルロース(水中20g/L)を用いた以外は実施例1と同様に操作を行い、高分子元留を得た。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
Example 7
Except that cellulose acetate (20 g / L in water) was used as the cellulose derivative, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a polymer raw material. The obtained polymer gel was evaluated as described above.

実施例8
セルロース誘導体として、三酢酸セルロース(水中20g/L)を用いた以外は実施例1と同様に操作を行い、高分子元留を得た。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
引張試験の結果(応力−ひずみ曲線、S−S曲線)を図5(実施例6)、図6(実施例7)及び図7(実施例8)に示す。実施例6〜8で得られた高分子ゲルは、よく伸長するものであり、実施例6、実施例7及び実施例8で得られた高分子ゲルについて、それぞれ9.12、17.26及び14.58の最大ひずみを示した。これらの実施例においても、架橋剤を加えずにゲルを調製できることがわかった。また、最大応力は、実施例6、実施例7及び実施例8で得られた高分子ゲルについて、それぞれ11.39kPa、17.21kPa及び13.00kPaであった。含水率は、実施例6、実施例7及び実施例8で得られた高分子ゲルについて、それぞれ97.29重量%、98.56重量%及び97.99重量%であった。
上述したことから明らかなように、実施例6〜8で得られた高分子ゲルは、実施例1〜5で得られたものと同様の性質を有するものであった。すなわち、高粘性及び高含水率のいずれの性質をも併せ持つものであった。
Example 8
The same procedure as in Example 1 was conducted except that cellulose triacetate (20 g / L in water) was used as the cellulose derivative, to obtain a polymer raw material. The obtained polymer gel was evaluated as described above.
The results of the tensile test (stress-strain curve, SS curve) are shown in FIG. 5 (Example 6), FIG. 6 (Example 7), and FIG. 7 (Example 8). The polymer gels obtained in Examples 6 to 8 are well stretched. For the polymer gels obtained in Example 6, Example 7 and Example 8, 9.12, 17.26 and A maximum strain of 14.58 was shown. Also in these examples, it was found that the gel can be prepared without adding a crosslinking agent. Moreover, the maximum stress was 11.39 kPa, 17.21 kPa, and 13.00 kPa about the polymer gel obtained in Example 6, Example 7, and Example 8, respectively. The water content was 97.29% by weight, 98.56% by weight and 99.99% by weight for the polymer gels obtained in Example 6, Example 7 and Example 8, respectively.
As is clear from the above description, the polymer gels obtained in Examples 6 to 8 had the same properties as those obtained in Examples 1 to 5. That is, it has both high viscosity and high water content.

実施例9
N,N−ジメチルアクリルアミド14.7711gに、セルロース誘導体(ヒドロキシプロピルセルロース、HPC、水中20g/L・25℃における粘度:1000〜5000mPa・s)0.1892gを加え、HPCが溶解するまで撹拌した。次いで、カレンズMOI−BM(前記一般式(8)で表わされる化合物)を、HPCの構成単位モノマーであるピラノース環1モルに対し、0.1モル量(0.0179g)、及びA−KGA(N,N−ジメチルアクリルアミド1モルに対して0.001当量、0.0218g)を加え、紫外光(波長:352nm)を約9時間照射し、N,N−ジメチルアクリルアミドとカレンズMOI−BMとの共重合体を得た。ここで、カレンズMOI−BMのイソシアネート基には保護基が結合しているので、セルロース誘導体は共重合体と結合していない。
次いで、DMSO 100gを加え、5日間撹拌し、粘性液体を得た。得られた粘性液体を100℃で24時間加熱し、高分子ゲルを調製した。得られた高分子ゲルについて上述した評価を行った。
Example 9
To 14.7711 g of N, N-dimethylacrylamide, 0.1892 g of a cellulose derivative (hydroxypropylcellulose, HPC, 20 g / L in water, viscosity at 25 ° C .: 1000 to 5000 mPa · s) was added and stirred until HPC was dissolved. Next, Karenz MOI-BM (compound represented by the general formula (8)) was added in an amount of 0.1 mol (0.0179 g) and A-KGA (one mol of pyranose ring as a constituent unit monomer of HPC). 0.001 equivalent, 0.0218 g) is added to 1 mol of N, N-dimethylacrylamide, and irradiation with ultraviolet light (wavelength: 352 nm) is performed for about 9 hours, so that N, N-dimethylacrylamide and Karenz MOI-BM A copolymer was obtained. Here, since the protecting group is bonded to the isocyanate group of Karenz MOI-BM, the cellulose derivative is not bonded to the copolymer.
Next, 100 g of DMSO was added and stirred for 5 days to obtain a viscous liquid. The obtained viscous liquid was heated at 100 ° C. for 24 hours to prepare a polymer gel. The obtained polymer gel was evaluated as described above.

引張試験の結果(応力−ひずみ曲線、S−S曲線)を図8に示す。実施例9で得られた高分子ゲルは、よく伸長するものであった。実施例9においても、架橋剤を加えずにゲルを調製できることがわかった。また、最大応力は、42.38kPa、最大ひずみは4.
90mmであり、含水率は、96.02重量%であった。
上述したことから明らかなように、実施例9で得られた高分子ゲルは、実施例1〜5で得られたものと同様の性質を有するものであった。すなわち、高粘性及び高含水率のいずれの性質をも併せ持つものであった。
FIG. 8 shows the results of the tensile test (stress-strain curve, SS curve). The polymer gel obtained in Example 9 extended well. Also in Example 9, it was found that the gel could be prepared without adding a crosslinking agent. The maximum stress is 42.38 kPa and the maximum strain is 4.
The water content was 90.02% by weight.
As is apparent from the above, the polymer gel obtained in Example 9 had the same properties as those obtained in Examples 1-5. That is, it has both high viscosity and high water content.

Claims (7)

セルロース誘導体と、(メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なポリマーとが、互いに異種のポリマーとの間の架橋によって網目構造を形成していることを特徴とする成型品用高分子ゲルであって、
前記セルロース誘導体(メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なポリマーとが、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体により架橋されたものであり、前記セルロース誘導体の量が、前記セルロース誘導体の構成モノマー単位あたり、0.2〜1.0モルである、医療材料成型品用含水高分子ゲル材料。
A polymer gel for molded articles, wherein a cellulose derivative and a polymer copolymerizable with a (meth) acrylic group or a vinyl group form a network structure by crosslinking between different polymers. There,
The cellulose derivative and a polymer copolymerizable with a (meth) acrylic group or vinyl group are cross-linked with a (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group , and the amount of the cellulose derivative is A hydrous polymer gel material for molded medical material, which is 0.2 to 1.0 mol per monomer unit of the cellulose derivative .
セルロース誘導体と、(メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なポリマーとが、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体により架橋されていることを特徴とする高分子ゲルであって、前記セルロース誘導体の量が、前記イソシアネート基と反応性を有するポリマーの構成モノマー単位当たり0.2〜1.0モルである、医療材料成型品用含水高分子ゲル材料。 A polymer gel characterized in that a cellulose derivative and a polymer copolymerizable with a (meth) acrylic group or vinyl group are cross-linked by a (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group. A water-containing polymer gel material for molded medical material, wherein the amount of the cellulose derivative is 0.2 to 1.0 mol per constituent monomer unit of the polymer having reactivity with the isocyanate group. (メタ)アクリル基又はビニル基と共重合可能なポリマーが、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸アルキルモノマー、メタクリル酸アルキルモノマー及びビニル化合物モノマーからなる群から選択される1種以上の第2のモノマーを重合してなるポリマーである、請求項1又は2に記載の医療材料成型品用含水高分子ゲル材料。 The polymer copolymerizable with (meth) acrylic group or vinyl group is at least one selected from the group consisting of N, N-dimethylacrylamide, acrylamide, alkyl acrylate monomer, alkyl methacrylate monomer and vinyl compound monomer. The water-containing polymer gel material for molded medical material according to claim 1 or 2 , which is a polymer obtained by polymerizing two monomers. 第2のモノマーからなる第2のポリマーとセルロース誘導体との間に相互架橋網目構造が形成された医療材料成型品用含水高分子ゲル材料の製造方法であって、
前記セルロース誘導体と、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体とを反応させてセルロース誘導体に重合反応基を導入して重合反応基を有するセルロース誘導体を得、次いで、前記重合反応基を有するセルロース誘導体の存在下に、前記重合反応基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーを共重合することによって、第2のモノマーからなる第2のポリマーと前記セルロース誘導体との間に相互架橋網目構造を形成する、前記方法であって、前記第1のモノマーの使用量は、前記セルロース誘導体の構成モノマー単位当たり0.2〜1.0モルである、前記方法。
A method for producing a water-containing polymer gel material for a medical material molded article in which a cross-linked network structure is formed between a second polymer composed of a second monomer and a cellulose derivative ,
And the cellulose derivative, an isocyanate group (meth) reacting an acrylic acid derivative or vinyl derivative by introducing a polymerizable reactive group in the cellulose derivative to obtain a cellulose derivative having a polymerization group, then the polymerization reaction group By copolymerizing a second monomer having a functional group copolymerizable with the polymerization reactive group in the presence of the cellulose derivative having, between the second polymer composed of the second monomer and the cellulose derivative In the above-described method for forming an inter-crosslinked network structure, the amount of the first monomer used is 0.2 to 1.0 mol per constituent monomer unit of the cellulose derivative .
前記第2のモノマーが、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸アルキルモノマー、メタクリル酸アルキルモノマー及びビニル化合物モノマーからなる群から選択される、請求項4記載の医療材料成形品用含水高分子ゲル材料の製造方法。 The water-containing polymer for molded medical materials according to claim 4 , wherein the second monomer is selected from the group consisting of N, N-dimethylacrylamide, acrylamide, alkyl acrylate monomer, alkyl methacrylate monomer and vinyl compound monomer. A method for producing a gel material. イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体を、セルロース誘導体と高分子反応させてセルロース誘導体にアクリル基又はビニル基を導入し、アクリル基又はビニル基を有するセルロース誘導体を得、次いで、前記アクリル基又はビニル基を有するセルロース誘導体の存在下に、アクリル基又はビニル基と共重合可能な官能基を有する第2のモノマーを共重合することによって、第2のモノマーからなる第2のポリマーと前記セルロース誘導体との間に相互架橋網目構造を形成する前記方法であって、前記イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸誘導体又はビニル誘導体は、前記セルロース誘導体の構成モノマー単位当たり0.2〜1.0モルである、ことを特徴とする医療材料成形品用含水高分子ゲル材料の製造方法。 Having an isocyanate group with (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative, by a cellulose derivative and a polymer reaction to introduce an acryl group or a vinyl group in a cellulose derivative, to obtain a cellulose derivative having an acryl group or a vinyl group, then the A second polymer comprising a second monomer by copolymerizing a second monomer having a functional group copolymerizable with the acrylic group or vinyl group in the presence of a cellulose derivative having an acrylic group or vinyl group; In the method for forming a cross-linked network structure with the cellulose derivative , the (meth) acrylic acid derivative or vinyl derivative having an isocyanate group is 0.2 to 1. per unit monomer unit of the cellulose derivative . Hydrous polymer gel material for medical material molded product, characterized in that it is 0 mol Manufacturing method.
前記第2のモノマーが、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸アルキルモノマー、メタクリル酸アルキルモノマー及びビニル化合物モノマーからなる群から選択される、請求項6記載の医療材料成形品用含水高分子ゲル材料の製造方法。

The water-containing polymer for molded medical material according to claim 6, wherein the second monomer is selected from the group consisting of N, N-dimethylacrylamide, acrylamide, alkyl acrylate monomer, alkyl methacrylate monomer and vinyl compound monomer. A method for producing a gel material.
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