JPH01129064A - メカノケミカル材料及びその製造法 - Google Patents
メカノケミカル材料及びその製造法Info
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- JPH01129064A JPH01129064A JP28674487A JP28674487A JPH01129064A JP H01129064 A JPH01129064 A JP H01129064A JP 28674487 A JP28674487 A JP 28674487A JP 28674487 A JP28674487 A JP 28674487A JP H01129064 A JPH01129064 A JP H01129064A
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Landscapes
- Colloid Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は物理化学的にエネルギー変換を行うメカノケミ
ストリーにおいて、電気エネルギーの印加により、膨張
又は収縮の反応が得られるメカノケミカル材料及びその
製造法に関する。
ストリーにおいて、電気エネルギーの印加により、膨張
又は収縮の反応が得られるメカノケミカル材料及びその
製造法に関する。
例えば１本発明は各種のアクチュエータ、センサー、ス
イッチ及びフィルター膜の金属イオン分離等に利用され
るもの及びその製造法である。
イッチ及びフィルター膜の金属イオン分離等に利用され
るもの及びその製造法である。
膨張及び収縮の反応を得ることを目的とする従来のメカ
ノケミカル材料とその製造法は９反応体なる高分子への
刺激方法として、高分子が浸漬されている溶液の交換方
法によりなるものである０次にその例を示す。
ノケミカル材料とその製造法は９反応体なる高分子への
刺激方法として、高分子が浸漬されている溶液の交換方
法によりなるものである０次にその例を示す。
（１） 水及びアセトンを溶媒とする溶液の交換法に
より、アクリルアミドゲルを相転位させて。
より、アクリルアミドゲルを相転位させて。
膨張又は収縮を行わせて成るメカノケミカル材料。
（２）ＰＨＩＩ〜１３の溶液及びＰＨ２〜４の溶液の交
換法により、アクリルニトリルを膨張又は収縮させて成
る。メカノケミカル材料。
換法により、アクリルニトリルを膨張又は収縮させて成
る。メカノケミカル材料。
（３） 金属イオンを含む溶液及びキレート剤水溶液
の交換法により、金属イオンで架橋された電解質物質を
膨張又は収縮させて成るメカノケミカル材料。
の交換法により、金属イオンで架橋された電解質物質を
膨張又は収縮させて成るメカノケミカル材料。
しかしながら１以上のように従来の技術によるメカノケ
ミカル材料とその製造法は次の問題点を有する。
ミカル材料とその製造法は次の問題点を有する。
溶液の交換なる製造法は、交換動作により溶液の濃度が
低下し、安定した膨張又は収縮の反応の提供が困難であ
り、かつ、この交換動作は所詮手作業と言えるため、実
用化を図り得る製造法と成り難い。
低下し、安定した膨張又は収縮の反応の提供が困難であ
り、かつ、この交換動作は所詮手作業と言えるため、実
用化を図り得る製造法と成り難い。
本発明は、このような技術を解決すること。
すなわち溶液の交換なる製造法によることなく膨張又は
収縮の反応が得られ、かつ、実用化が可能なるメカノケ
ミカル材料及びその製造法の提供を目的とする。
収縮の反応が得られ、かつ、実用化が可能なるメカノケ
ミカル材料及びその製造法の提供を目的とする。
〔問題点を解決するための手段（物）〕本発明に基づく
、メカノケミカル材料としての反応体は次のイオンコン
プレックスのゲル体より成る。
、メカノケミカル材料としての反応体は次のイオンコン
プレックスのゲル体より成る。
（１） 高分子電解質
（２） 電気的に酸化及び還元が可能なる物質〔問題
点を解決するための手段（製造法）〕（１） ゲル体
を形成し得る高分子電解質に導電畦を持たせるべく、こ
れを加熱し、かつ、この加熱を調節することにより、ゲ
ル体内の分子が導電性を有する熱安定化した分子と未安
定なる分子とに形成し、全体としてこれらの共存体のゲ
ル体とする第一工程。
点を解決するための手段（製造法）〕（１） ゲル体
を形成し得る高分子電解質に導電畦を持たせるべく、こ
れを加熱し、かつ、この加熱を調節することにより、ゲ
ル体内の分子が導電性を有する熱安定化した分子と未安
定なる分子とに形成し、全体としてこれらの共存体のゲ
ル体とする第一工程。
（２） 第＋１）項のゲル体を加水分解する第二工程
。
。
（３） 第（２）項のゲル体を、電気的に酸化及び還
元が可能なる物質の溶液中に浸漬するなどして。
元が可能なる物質の溶液中に浸漬するなどして。
両物質をイオンコンプレックス形成する第三工程。
以上の製造工程より成るメカノケミカル材料の製造法。
（作用〕
（１） 第４図は高分子の膨張（ｌ又は収量（Ｉｆ）
の模式図である。（■）は、高分子が陰イオン１３化さ
れている状態であり、この時、イオンの有効電荷間にク
ーロン斥力１１が作用することにより９分子鎖１２が伸
び１分子全体が膨張することを示す、（ＩＩ）仲、イオ
ンがマスキング１４又は反対イオン１５により中和され
ることにより１分子［１２が復帰し２分子全体が収縮す
ることを示す０本図において陰イオン１３を陽イオンに
置替えてもこの作用は同一である。
の模式図である。（■）は、高分子が陰イオン１３化さ
れている状態であり、この時、イオンの有効電荷間にク
ーロン斥力１１が作用することにより９分子鎖１２が伸
び１分子全体が膨張することを示す、（ＩＩ）仲、イオ
ンがマスキング１４又は反対イオン１５により中和され
ることにより１分子［１２が復帰し２分子全体が収縮す
ることを示す０本図において陰イオン１３を陽イオンに
置替えてもこの作用は同一である。
（２） 第３図は、電気的に酸化及び還元が可能なる
物質としてビオロゲン誘導体１を例とする反応の模式図
である。（Ｉ）は、陽イオン化、すなわち酸化の状態を
示す、（■）は電子を、かつ（ＩＩＩ）は更に電子を得
て陽イオンを減らし。
物質としてビオロゲン誘導体１を例とする反応の模式図
である。（Ｉ）は、陽イオン化、すなわち酸化の状態を
示す、（■）は電子を、かつ（ＩＩＩ）は更に電子を得
て陽イオンを減らし。
すなわち還元の状態を示す、ここでいう電子とは電気エ
ネルギーの印加によるものであり９本発明では「電気的
に」なる語で表わしている。
ネルギーの印加によるものであり９本発明では「電気的
に」なる語で表わしている。
ビオロゲン誘導体１を水又はその他極性溶媒に溶した溶
液は、（■）に示すように陽イオンの電離基で電離して
いる。このビオロゲン誘導体ｌの溶液にマイナス電圧３
を印加すると（Ｉｆ）の状態となり９次に（ＩＩ）の状
態に対し、プラス電圧４を印加すると（１）の状態に復
帰する。
液は、（■）に示すように陽イオンの電離基で電離して
いる。このビオロゲン誘導体ｌの溶液にマイナス電圧３
を印加すると（Ｉｆ）の状態となり９次に（ＩＩ）の状
態に対し、プラス電圧４を印加すると（１）の状態に復
帰する。
尚、（■）の状態に対し更に強いマイナス電圧７を印加
すれば、 （Ｉｆｆ）の状態となるが、逆に（ＩＩＩ
）の状態に対し９強いプラス電圧８を印加しても、（■
）の状態への復帰は得難＜、 （ＩＩ）から（ＩＩ）
又は（ＩＩＩ）から（ＩＩ）の反応の利用は１本発明の
利用に向き難い。
すれば、 （Ｉｆｆ）の状態となるが、逆に（ＩＩＩ
）の状態に対し９強いプラス電圧８を印加しても、（■
）の状態への復帰は得難＜、 （ＩＩ）から（ＩＩ）
又は（ＩＩＩ）から（ＩＩ）の反応の利用は１本発明の
利用に向き難い。
（３） 第２図は、第３図及び第４図の各々の反応を
組み合せた相互反応の模式図である。すなわち、高分子
電解質としてスルホン酸９を、一方。
組み合せた相互反応の模式図である。すなわち、高分子
電解質としてスルホン酸９を、一方。
電気的に酸化及び還元が可能なる物質としてビオロゲン
誘導体１を用い、これより成るイオンコンプレックス１
０に電圧を印加して成る反応の模式図である。（Ｉ）は
イオンコンプレックスが収縮している状態を示し、（Ｉ
）の状態にマイナス電圧３を印加することにより、ビオ
ロゲン誘導体１は還元されて（Ｉ［）の状態、すなわち
クーロン斥力１１が作用し０分子鎖が伸びて膨張する。
誘導体１を用い、これより成るイオンコンプレックス１
０に電圧を印加して成る反応の模式図である。（Ｉ）は
イオンコンプレックスが収縮している状態を示し、（Ｉ
）の状態にマイナス電圧３を印加することにより、ビオ
ロゲン誘導体１は還元されて（Ｉ［）の状態、すなわち
クーロン斥力１１が作用し０分子鎖が伸びて膨張する。
逆に（ＩＩ）の状態にプラス電圧４を印加することによ
り、ビオロゲン誘４体ｌは酸化されて（Ｉ）の状態、す
なわちクーロン斥力は解除されて９分子鎖が復帰して収
縮する。
り、ビオロゲン誘４体ｌは酸化されて（Ｉ）の状態、す
なわちクーロン斥力は解除されて９分子鎖が復帰して収
縮する。
印加電圧は数Ｖまでである。
高分子電解質としてポリアクリロニトリルを。
一方、電気的に酸化及び還元が可能なる物質としてビオ
ロゲン誘導体を用いた本発明によるメカニカル材料及び
その製造法の実施例を以下に示す、実際問題として１作
用の第２図で説明する膨張及び還元は高分子全体として
得がたく。
ロゲン誘導体を用いた本発明によるメカニカル材料及び
その製造法の実施例を以下に示す、実際問題として１作
用の第２図で説明する膨張及び還元は高分子全体として
得がたく。
この反応は印加電極の近傍でのみ得られると言える。こ
れは通常高分子が電気的に絶縁であることに起因してい
る。従がい、高分子の全体の導電性を付与する必要があ
る。第１図は実施例の模式図であり、（Ｉ）はポリアク
リルニトリルの加熱による反応を、 （Ｉｆ）は加水
分解反応を及び（ＩＩＩ）はビオロゲン誘導体１とのメ
カノケミストリーを示す、以下にこれらを詳記する。
れは通常高分子が電気的に絶縁であることに起因してい
る。従がい、高分子の全体の導電性を付与する必要があ
る。第１図は実施例の模式図であり、（Ｉ）はポリアク
リルニトリルの加熱による反応を、 （Ｉｆ）は加水
分解反応を及び（ＩＩＩ）はビオロゲン誘導体１とのメ
カノケミストリーを示す、以下にこれらを詳記する。
ｉｌ＋第一ニー工程・（りの反応を言い、ポリアクリロ
ニトリル（ａｌを２０’Ｏ℃から３００℃で加熱し熱安
定化した分子２と未安定なる分子５との共存体世）を形
成させる。この加熱において、長時間、加熱すると総て
の分子が熱安定化し本発明に利用できな（なる、すなわ
ち、ポリアクリロニトリルの原色と長時間加熱後変色が
進行しなくなる色との中間色をもらて共存体の形成とみ
なすが、ポリアクリロニトリルの量に応じて。
ニトリル（ａｌを２０’Ｏ℃から３００℃で加熱し熱安
定化した分子２と未安定なる分子５との共存体世）を形
成させる。この加熱において、長時間、加熱すると総て
の分子が熱安定化し本発明に利用できな（なる、すなわ
ち、ポリアクリロニトリルの原色と長時間加熱後変色が
進行しなくなる色との中間色をもらて共存体の形成とみ
なすが、ポリアクリロニトリルの量に応じて。
時間は変わる０本例における加熱時間は約５時間である
。
。
（２）第二工程・・・（ｎ）の反応を言い、第一工程で
形成された共存体山）を水酸化ナトリュームで加水分解
することにより、未安定なる分子５はカルボキシル基６
を有する共存体ＴＯ）となる、尚。
形成された共存体山）を水酸化ナトリュームで加水分解
することにより、未安定なる分子５はカルボキシル基６
を有する共存体ＴＯ）となる、尚。
この加水分解においても熱安定化した分子２は何隻影響
を受けない。
を受けない。
（３）第三工程・・・この工程は、カルボキシル基を有
する共存体ＩＣ）をビオロゲン誘導体の水溶液に浸漬す
ることを言い、（■）はこれに更に電圧を印加して反応
する態様を示す、ｃｄ）の状態は収縮を示し、これにマ
イナス電圧３を印加することにより（ｅｌの状態５すな
わち膨張となる。逆に（ｅｌの状態に対し、プラスの電
圧４を印加すると（ｄｌの状態となる。すなわち、電気
エネルギーの印荷によりｆｄ＋の収縮と（ｅｌの膨張を
可逆的に行う。
する共存体ＩＣ）をビオロゲン誘導体の水溶液に浸漬す
ることを言い、（■）はこれに更に電圧を印加して反応
する態様を示す、ｃｄ）の状態は収縮を示し、これにマ
イナス電圧３を印加することにより（ｅｌの状態５すな
わち膨張となる。逆に（ｅｌの状態に対し、プラスの電
圧４を印加すると（ｄｌの状態となる。すなわち、電気
エネルギーの印荷によりｆｄ＋の収縮と（ｅｌの膨張を
可逆的に行う。
尚、実施例の冒頭で問題とした高分子の絶縁性の問題に
対する導電性の付与は、第一工程において形成する熱安
定化した分子によりなされる。
対する導電性の付与は、第一工程において形成する熱安
定化した分子によりなされる。
以上により１本実施例なるメカノケミカル材料は全体的
に膨張及び収縮の反応を起こす。
に膨張及び収縮の反応を起こす。
本発明は電気エネルギーの印加という制御し易い方法を
採用するため、実用化に適したメカノケミカル材料であ
り、かつ、その製造法である。更に次の効果が得られる
。
採用するため、実用化に適したメカノケミカル材料であ
り、かつ、その製造法である。更に次の効果が得られる
。
ｆｌｌ 印荷する電気エネルギーが小さくて済み。
実用化に適する。
（２）反応が可逆的であるため、実用品の耐用寿命等が
長い。
長い。
（３） 零メカノケミカル材料はゲル物質であり。
膜状、繊維状２ｗ４目状又はバルク状等の種々の形で提
供し得るものであり、用途の範囲に応じて選定できる。
供し得るものであり、用途の範囲に応じて選定できる。
第１図・・・ポリアクリロニトリル及びビオロゲン誘導
体を使用してなる本発明によるメカノケミカル材料の実
施例の反応の模式図。 第２図・・・第３図及び第４図を組み合せた相互反応の
模式図。 第３図・・・ビオロゲン誘導体の電気エネルギーの印加
による反応の模式図。 第４図・・・高分子の膨張（１）及び収１ （ＩＩ）の
模式図。 １・・・ビオロゲン誘導体 ２・・・熱安定化した分子 ３・・・マイナス電圧 ４・・・プラス電圧５・・・
未安定なる分子 ６・・・カルポルシル基７・・・更に
強いマイナス電圧 ８・・・更に強いプラス電圧 ９・・・スルホン酸ＩＯ
・・・イオンコンプレックス １１・・・クーロン斥力 １２・・・分子鎖１３・・
・陰イオン １４・・・マスキング１５・・・反
対イオン 特許出願人 株式会社小松製作所 代理人 （弁理士）岡 １）和 喜 （Ｉ） （イ） 第４図 出 （−ｍ−）−一一一′ 三
体を使用してなる本発明によるメカノケミカル材料の実
施例の反応の模式図。 第２図・・・第３図及び第４図を組み合せた相互反応の
模式図。 第３図・・・ビオロゲン誘導体の電気エネルギーの印加
による反応の模式図。 第４図・・・高分子の膨張（１）及び収１ （ＩＩ）の
模式図。 １・・・ビオロゲン誘導体 ２・・・熱安定化した分子 ３・・・マイナス電圧 ４・・・プラス電圧５・・・
未安定なる分子 ６・・・カルポルシル基７・・・更に
強いマイナス電圧 ８・・・更に強いプラス電圧 ９・・・スルホン酸ＩＯ
・・・イオンコンプレックス １１・・・クーロン斥力 １２・・・分子鎖１３・・
・陰イオン １４・・・マスキング１５・・・反
対イオン 特許出願人 株式会社小松製作所 代理人 （弁理士）岡 １）和 喜 （Ｉ） （イ） 第４図 出 （−ｍ−）−一一一′ 三
Claims (2)
- （１）印加エネルギーが電気エネルギーにして、かつ、
この印加に対する反応体が、 （イ）高分子電解質 （ロ）電気的に酸化及び還元が可能なる物質より成るイ
オンコンプレックスにおいて、これが部分的にゲル体を
形成して成ることを特徴とするメカノケミカル材料。 - （２）高分子電解質において、これがゲル体を形成し得
て、かつ、これを加熱するとともにこの加熱を調節して
ゲル体内の分子を熱安定化した分子と未安定なる分子と
の共存体に形成すること、その後、この共存体を加水分
解し、更に、電気的に酸化及び還元が可能なる物質の溶
液中に浸漬することの工程より成ることを特徴とするメ
カノケミカル材料の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28674487A JPH01129064A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | メカノケミカル材料及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28674487A JPH01129064A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | メカノケミカル材料及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01129064A true JPH01129064A (ja) | 1989-05-22 |
Family
ID=17708467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28674487A Pending JPH01129064A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | メカノケミカル材料及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01129064A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1026192A1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-08-09 | Forskningscenter Riso | Novel composite capable of rapid volume change |
| JP2009046649A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-03-05 | Sony Corp | ポリマーアクチュエータ素子 |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP28674487A patent/JPH01129064A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1026192A1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-08-09 | Forskningscenter Riso | Novel composite capable of rapid volume change |
| WO2000046278A1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-08-10 | Forskningscenter Risø | Composite capable of rapid volume change |
| JP2009046649A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-03-05 | Sony Corp | ポリマーアクチュエータ素子 |
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