JP7183573B2 - 有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物、及び有機無機複合ヒドロゲル - Google Patents
有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物、及び有機無機複合ヒドロゲル Download PDFInfo
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合わせて用いてもよい。
平底ガラス容器に、純水40g、精製グリセリン63g、ホスホン酸変性合成ヘクトライト(ビックケミー・ジャパン株式会社製「ラポナイトRDS」)4.8g、ジメチルアクリルアミド(以下、「DMAA」と略記する。)20g、N,N’-メチレンビスアクリルアミド20mgを入れて、撹拌により均一透明な有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(1)を調製した。この有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(1)の外観は、均一な薄い白色であり、特に凝集物は見られなかった。この有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(1)を水温25℃恒温槽に保持した後の粘度をB型粘度計(東機産業株式会社製「VISCOMETER TV-20」)を用いて測定したところ、50mPa・sであった。
次いで、別の平底ガラス容器に精製グリセリン12.6g、テトラメチルエチレンジアミン(以下、「TEMED」と略記する。)80μLを入れて撹拌し、均一なTEMED溶液を調製した。
200mLのガラスビーカーに前記有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(1)を全量入れ、そこに過硫酸ナトリウム(以下、「NPS」と略記する。)0.5gを入れて、溶解するまで撹拌した。さらに上記で調製したTEMED溶液を加えていき、均一に混合するまで撹拌を続け、分散液(1)を調製した。分散液(1)を調製後、直ちに厚さ5mmのガラス板を2mmのスペーサーを介して2枚合わせたものの2mmの隙間に流延し、室温でそのまま24時間静置して、厚さ2mmの有機無機複合ヒドロゲル(1)を製造した。24時間後に流延した液体の状態を確認したところ、均一で無色透明の有機無機複合ヒドロゲル(1)のシートを得た。
上記で作製した有機無機複合ヒドロゲル(1)のシートを25℃恒温室で1ヶ月間静置し、質量変化率(%)を測定した。
質量変化率(%)=(W2-W1)/W1×100(%)
W1:1ヶ月間静置前のシートの質量
W2:1ヶ月間静置後のシートの質量
上記で作製した有機無機複合ヒドロゲル(1)のシートを用いて、JIS K 6251:2010の試験方法に準じて、引張試験を実施し、破断強度を評価した。引張試験の試料は、JIS3号のダンベル形状とした。引張試験の条件は、引張試験機(オートグラフAG-10KNX、株式会社島津製作所製)を用いて、23℃、引張速度500mm/分として、試料が破断するまで延伸した。
モルタル平板(50mm×50mm×10mm)2枚を室温にて、あらかじめ24時間水に浸漬しておき、取り出した後に表面に付着した水滴を軽く拭き取った。この2枚のモルタル板を50mm×50mmの面同士が平行になるように並べて、その間に12mm幅のポリプロピレン製スペーサーを2個挿入した。2個のスペーサーの距離を12mm開け、ヒドロゲルを充填する空間を作製して、モルタル板とスペーサー全体をアルミテープで固定した。次いで、上記で調製した分散液(1)110gに上記で調製したTEMED水溶液を全量混合し、十分に撹拌した後、2枚のモルタル間に充填して24時間静置し、コンクリート構造体用充填材(1)、及びモルタル-ゲル-モルタル構造体(1)を得た。
上記で得た構造体(1)を用いてJIS A 1439:2010建築用シーリング剤の試験方法に準じて、引張試験を実施し、破断強度により、湿潤面付着性を評価した。
実施例1で用いたN,N’-メチレンビスアクリルアミド20mgを、ポリエチレングリコールジアクリレート(共栄社化学株式会社製「ライトアクリレート4EG-A」)0.05gに変更した以外は実施例1と同様にして、有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(2)、分散液(2)、有機無機複合ヒドロゲル(2)のシート、コンクリート構造体用充填材(2)、及びモルタル-ゲル-モルタル構造体(2)を得た。有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(2)の粘度は200mPa・sであり、有機無機複合ヒドロゲル(2)のシートは均一で無色透明であった。
平底ガラス容器に、純水40mL、精製グリセリン63g、合成ヘクトライト(ビックケミー・ジャパン株式会社製「ラポナイトRD」)4.8g、DMAA20g、N,N’-メチレンビスアクリルアミド20mgを入れて、撹拌したところ、かなり高粘度となりラポナイトRDの分散がやや不均一な有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(R1)を得た。この有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(R1)の粘度は5000mPa・sであった。
実施例1の有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(1)を、比較用有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物(R1)に変更した以外は、実施例1と同様にして、分散液(R1)、有機無機複合ヒドロゲル(R1)のシート、コンクリート構造体用充填材(R1)、及びモルタル-ゲル-モルタル構造体(R1)を得た。有機無機複合ヒドロゲルシート(R1)は不均一で白濁していた。
Claims (3)
- 水溶性有機モノマー、ホスホン酸変性ヘクトライト、水、及び揮発性が60℃1気圧の開放系において1cm2・1時間あたり、0.1g以下(0.1g/cm2・hr・60℃・1atm以下)である低揮発性溶媒を含有する有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物であって、水と前記低揮発性溶媒との質量比(水/低揮発性溶媒)が60/40~20/80であり、前記水溶性有機モノマーが、多官能モノマー、及び、前記多官能モノマー以外の(メタ)アクリルアミド基を有するモノマーを含むものであり、前記水溶性有機モノマー中の多官能モノマーが、0.01~0.5質量%であることを特徴とする有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物。
- 請求項1記載の有機無機複合ヒドロゲル前駆体組成物の反応物であることを特徴とする有機無機複合ヒドロゲル。
- JIS K6251:2010に準拠して測定される破断強度が、0.3MPa以上である請求項2記載の有機無機複合ヒドロゲル。
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