JPH0598056A - Method of surface graft polymerization - Google Patents

Method of surface graft polymerization

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JPH0598056A
JPH0598056A JP26455491A JP26455491A JPH0598056A JP H0598056 A JPH0598056 A JP H0598056A JP 26455491 A JP26455491 A JP 26455491A JP 26455491 A JP26455491 A JP 26455491A JP H0598056 A JPH0598056 A JP H0598056A
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JP
Japan
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graft polymerization
polymer
polymerization method
base material
group
Prior art date
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JP26455491A
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Japanese (ja)
Inventor
Takehisa Matsuda
武久 松田
Takashi Sugawara
隆 菅原
Noboru Saito
昇 斎藤
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Terumo Corp
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Terumo Corp
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Abstract

PURPOSE:To graft polymer chains onto the surface of an org. substrate at a low temp. (usually at about normal temp.) and thus improve the retention of properties of the substrate without detriment to its inherent characteristics. CONSTITUTION:Polymer chains are grafted onto at least a part of the surface of an org. substrate by bonding a photoreactive hydroxylated polymeric precursor to the surface and reacting the precursor with an oxidizing agent to generate free radicals at about normal temp.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、新規な表面グラフト重
合法に関するものである。詳しく述べると、本発明は、
光反応性基を有する前駆体ポリマーを用いた表面グラフ
ト重合法に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel surface graft polymerization method. More specifically, the present invention is
The present invention relates to a surface graft polymerization method using a precursor polymer having a photoreactive group.

【0002】[0002]

【従来の技術】機能性材料の開発の中心課題の一つとし
て、高分子材料の表面改質があり、表面グラフト重合
は、表面改質のために用いられる重要な方法の一つであ
る。この表面改質は、例えば、疎水性の高分子材料の表
面に親水性ポリマー層を形成することにより、その高分
子材料特有の性質を損なうことなく、親水性を持たせた
機能性材料等である。
2. Description of the Related Art Surface modification of a polymer material is one of the main issues in the development of functional materials, and surface graft polymerization is one of the important methods used for surface modification. This surface modification can be performed, for example, by forming a hydrophilic polymer layer on the surface of a hydrophobic polymer material, thereby making it possible to use a functional material having hydrophilicity without impairing the properties peculiar to the polymer material. is there.

【0003】従来より、表面グラフト重合法としては、
放射線照射、グロー放電、プラズマ放電等により基材に
ラジカルを生成させ、モノマーの存在下で加熱して重合
を行っていたが、成形加工品の表面改質を行う場合、加
熱による変形等による劣化の問題があり、したがってこ
れらの重合法を用いる場合には成形加工品の使用材料が
耐熱性を要する必要があり、該用途等が著しく限定され
る等の課題を有していた。 また従来のグラフト重合法
では、基材の極表面だけではなく、内部にまでグラフト
鎖が侵入し、基材特有の性質を損なう等の問題があり、
各種の機能性材料に求められている要求を十分に満たす
ことができないのが現状であった。
Conventionally, as a surface graft polymerization method,
Radicals were generated in the base material by radiation irradiation, glow discharge, plasma discharge, etc., and polymerization was carried out by heating in the presence of a monomer, but when the surface modification of the molded product is performed, deterioration due to heating etc. Therefore, when these polymerization methods are used, the material used for the molded product needs to have heat resistance, and there is a problem that the use is markedly limited. Further, in the conventional graft polymerization method, there is a problem that not only the very surface of the base material, but also the graft chain penetrates into the interior, impairing the properties specific to the base material.
The current situation is that the demands for various functional materials cannot be sufficiently satisfied.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記問題点に鑑み、本
発明の目的は、基材の極表面の表面改質を行う場合に、
適当な基材を用い、加熱することなく常温付近で行うグ
ラフト重合法を提供することにある。
In view of the above problems, an object of the present invention is to carry out surface modification of the extreme surface of a substrate,
It is an object of the present invention to provide a graft polymerization method which is carried out at around room temperature without heating using an appropriate base material.

【0005】さらに本発明の目的は、基材内部にグラフ
ト鎖を形成することなく、基材の極表面上の薄層部分に
のみ所望のグラフト鎖を形成してなるグラフト重合法を
提供することにある。
A further object of the present invention is to provide a graft polymerization method in which a desired graft chain is formed only in a thin layer portion on the extreme surface of the base material without forming a graft chain inside the base material. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】これらの諸目的を達成を
するために本発明者らは、基材の極表面の効果的な表面
改質のためのグラフト重合法について鋭意、研究を重ね
た結果、光反応性基を有しかつ水酸基を持つ前駆体ポリ
マーの該光反応性基を利用して予め基材に結合し、当該
水酸基を持つ前駆体ポリマーと酸化剤とを反応させるこ
とにより、ラジカルを発生させ、これに改質するに必要
な性質を有するラジカル重合性モノマーを加えてグラフ
ト重合することにより任意に性質を付加してなる表面改
質を行うことで本発明の目的を達成できることを知り、
この知見より本発明を完成するに至った。
In order to achieve these objects, the present inventors have earnestly studied a graft polymerization method for effective surface modification of the extreme surface of a substrate. As a result, the precursor polymer having a photoreactive group and having a hydroxyl group is preliminarily bound to the substrate using the photoreactive group, and the precursor polymer having the hydroxyl group is reacted with an oxidizing agent, It is possible to achieve the object of the present invention by performing surface modification by adding radically polymerizable monomers having the properties required for generating radicals and modifying the radicals and graft-polymerizing them. Know
The present invention has been completed based on this finding.

【0007】すなわち、本発明は、(1)有機材料表面
の少なくとも一部に、光反応性基を有しかつ水酸基を持
つ前駆体ポリマーを結合させ、さらにそのポリマーと酸
化剤を反応させ、ラジカルを生成させることを特徴とす
る表面グラフト重合法により達成することができる。
That is, according to the present invention, (1) a precursor polymer having a photoreactive group and having a hydroxyl group is bonded to at least a part of the surface of the organic material, and the polymer is reacted with an oxidizing agent to form a radical. Can be achieved by a surface graft polymerization method which is characterized in that

【0008】また本発明は、(2)光反応性基が、中間
体として高反応性のナイトレンを経由して近傍の原子と
共有結合を形成する性質を利用して有機材料表面に化学
固定してなる上記(1)記載の表面グラフト重合法によ
り達成することができる。
Further, according to the present invention, (2) the photoreactive group is chemically fixed on the surface of an organic material by utilizing the property of forming a covalent bond with a nearby atom via a highly reactive nitrene as an intermediate. Can be achieved by the surface graft polymerization method described in (1) above.

【0009】さらに本発明は、(3)水酸基を持つポリ
マーの酸化剤が、Ce(IV)イオンである上記(1)記載
の表面グラフト重合法により達成することができる。
Further, the present invention can be achieved by the surface graft polymerization method according to the above (1), wherein (3) the polymer oxidizing agent having a hydroxyl group is Ce (IV) ion.

【0010】さらにまた本発明は、好ましくは上記
(2)および(3)からなる、(4)光反応性基が、中
間体として高反応性のナイトレンを経由して近傍の原子
と共有結合を形成する性質を利用して有機材料表面に化
学固定してなりかつ前記水酸基を持つポリマーの酸化剤
が、Ce(IV)イオンである上記(1)記載の表面グラフ
ト重合法によっても達成することができる。
Furthermore, in the present invention, preferably, (4) the photoreactive group consisting of the above (2) and (3) forms a covalent bond with a nearby atom via a highly reactive nitrene as an intermediate. It can also be achieved by the surface graft polymerization method according to the above (1), wherein the oxidizing agent of the polymer which is chemically fixed on the surface of the organic material and has a hydroxyl group is Ce (IV) ion by utilizing the property of forming. it can.

【0011】[0011]

【作用】本発明の表面グラフト重合法を詳述すれば、光
反応性基としてのフェニルアジド基を、水酸基を多量に
持つ前駆体ポリマー(例えばポリビニルアルコール)に
導入し、有機高分子材料からなる基材表面に該ポリマー
薄膜を塗布等により形成させ、これに光、好ましくは紫
外線を照射することにより光反応性基としてのフェニル
アジド基が、好ましくは中間体として高反応性のナイト
レンを経由して近傍の原子と共有結合を形成する性質を
利用して有機高分子材料からなる該基材表面に該ポリマ
ー薄膜を化学固定させる。次に酸化剤、例えばCe(IV)
イオンにより、前記ポリマー薄膜の表面にラジカルを下
記化学式1(Ce(IV)イオンの場合)に示す反応を用い
て生成させる。
The surface graft polymerization method of the present invention will be described in detail. A phenylazide group as a photoreactive group is introduced into a precursor polymer having a large amount of hydroxyl groups (for example, polyvinyl alcohol) to form an organic polymer material. The polymer thin film is formed on the surface of the base material by coating or the like, and a phenylazide group as a photoreactive group is formed by irradiating the polymer thin film with light, preferably ultraviolet light, preferably via a highly reactive nitrene as an intermediate. The polymer thin film is chemically fixed to the surface of the base material made of an organic polymer material by utilizing the property of forming a covalent bond with a nearby atom. Then an oxidizer such as Ce (IV)
Radicals are generated by the ions on the surface of the polymer thin film by using the reaction represented by the following chemical formula 1 (in the case of Ce (IV) ions).

【0012】[0012]

【化1】 [Chemical 1]

【0013】しかし、上記反応において、過剰の酸化剤
が存在すると、下記化学式2(Ce(IV)イオンの場合)
に示す反応が起こり、ラジカルが消滅する。
However, in the above reaction, if an excessive oxidizing agent is present, the following chemical formula 2 (in the case of Ce (IV) ion)
The reaction shown in occurs and the radical disappears.

【0014】[0014]

【化2】 [Chemical 2]

【0015】すなわち、グラフト効率は酸化剤の濃度に
より影響される。したがって、酸化剤の濃度の決定は、
本発明の実施例に示すような簡便な実験を通じて予め好
適な範囲を求めておくことが望ましい。例えば酸化剤、
Ce(IV)イオンの濃度は0.1〜100mM、特に1.
0〜50mMが好ましい。例えばフェニルアジド基がポ
リビニルアルコールへ導入された前駆体ポリマー薄膜を
ポリエチレンテレフタレートフィルム表面に塗布等によ
り、形成させ、これに紫外線を照射することにより、該
基材表面に該ポリマー薄膜を化学固定したフィルムを、
0.5N硝酸水溶液に浸漬し、低温(0℃以下)でCe
(IV)イオンを用いて酸化し、ラジカルを生成させる場
合には、酸化剤の濃度は、[Ce IV]=約2mMとなる
よう調製することが好ましいものである。
That is, the grafting efficiency is influenced by the concentration of the oxidizing agent. Therefore, the determination of the concentration of oxidant is
It is desirable to find a suitable range in advance through a simple experiment as shown in the examples of the present invention. For example oxidants,
The concentration of Ce (IV) ion is 0.1 to 100 mM, especially 1.
0-50 mM is preferred. For example, a film in which a precursor polymer thin film in which a phenyl azide group is introduced into polyvinyl alcohol is formed by coating on the surface of a polyethylene terephthalate film, and this is irradiated with ultraviolet rays to chemically fix the polymer thin film on the surface of the base material. To
Immerse in 0.5N nitric acid aqueous solution and Ce at low temperature (0 ° C or less)
In the case of using (IV) ions for oxidation to generate radicals, it is preferable to adjust the concentration of the oxidizing agent so that [Ce IV ] = about 2 mM.

【0016】次に、表面改質に必要な性質を有するラジ
カル重合性モノマーの存在下、常温付近、例えば40℃
でグラフト重合により、該ポリマーにグラフト鎖を形成
することで有機高分子材料からなる基材の表面改質を行
い任意の性質を付加するものである。
Next, in the presence of a radical-polymerizable monomer having the properties required for surface modification, at around room temperature, for example, 40 ° C.
By forming a graft chain in the polymer by graft polymerization, the surface of the base material made of an organic polymer material is modified to add arbitrary properties.

【0017】ここで本発明の表面グラフト重合法におい
て用いられる前駆体ポリマーは、光反応性基と水酸基を
合せ持つもので、水酸基を持つポリマー、例えば、ポリ
ビニルアルコール、セルロース、デンプン、キチンなど
の多糖類等と光反応性化合物、例えばp−アジド安息香
酸、p−アジドベンゾイルクロリド、p−アジドアニリ
ン、アジドフェニルカルボニルオキシスクシンイミド等
のフェニルアジド基を持ち、光、好ましくは紫外線の照
射によりただちにナイトレンに転化するものを、適宜組
み合わせて高分子反応によりアジド基を導入したもので
ある。
The precursor polymer used in the surface graft polymerization method of the present invention has both a photoreactive group and a hydroxyl group, and is a polymer having a hydroxyl group such as polyvinyl alcohol, cellulose, starch and chitin. It has a phenylazide group such as a sugar and a photoreactive compound, for example, p-azidobenzoic acid, p-azidobenzoyl chloride, p-azidoaniline, azidophenylcarbonyloxysuccinimide, etc. An azido group is introduced by a polymer reaction by appropriately combining the compounds to be converted.

【0018】さらに本発明に用いられる表面グラフト重
合を行う基材は、通常有機材料であれば特に限定される
ものでなく、例えばポリビニル(塩化ビニル、酢酸ビニ
ル等)、ポリエチレン、ポリビニリデン、ポリウレタ
ン、ポリアミド、ポリアクリル、ポリエステル、各種ゴ
ム(エラストマー)等や各種のコポリマー等が挙げられ
る。
The substrate for surface graft polymerization used in the present invention is not particularly limited as long as it is usually an organic material, and examples thereof include polyvinyl (vinyl chloride, vinyl acetate, etc.), polyethylene, polyvinylidene, polyurethane, Examples thereof include polyamide, polyacryl, polyester, various rubbers (elastomers) and various copolymers.

【0019】次にポリマー表面にラジカルを生成させる
酸化剤としては、Ce(IV)イオン以外に、例えば、ペル
オキソ二硫酸塩、過ヨウ酸ナトリウムなどが挙げられ
る。
Next, as the oxidant for generating radicals on the polymer surface, in addition to Ce (IV) ions, for example, peroxodisulfate, sodium periodate and the like can be mentioned.

【0020】また本発明においてグラフト重合すること
のできるモノマーは、ラジカル重合性モノマーであれば
どのようなものでもよく、その利用目的や用途に応じて
任意に選択することができる。こうしたモノマーとして
は、例えば酢酸ビニル、スチレン、塩化ビニル、アクリ
ロニトリル等の各種ビニル系モノマー、アクリル酸、2
−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプ
ロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル
(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリ
レート、エトキシエチル(メタ)アクリレート等のアル
コキシアルキルアクリレート、エチルアミノエチル(メ
タ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アク
リレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレー
ト、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等の
アルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、アクリ
ルアミド、メタクリルアミド、ジアセトン(メタ)アク
リルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリ
ルアミド、ジメチルメタクリルアミド、ジエチルメタク
リルアミド等のジアルキル(メタ)アクリルアミド、ビ
ニルピリジンなどの親水性モノマーが好ましいものであ
る。
The monomer which can be graft-polymerized in the present invention may be any one as long as it is a radical-polymerizable monomer, and can be arbitrarily selected according to the purpose of use or the use thereof. Examples of such monomers include vinyl acetate, styrene, vinyl chloride, various vinyl-based monomers such as acrylonitrile, acrylic acid, and 2
-Hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate such as 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, alkoxy such as methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate Alkylaminoalkyl (meth) acrylates such as alkyl acrylate, ethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, acrylamide, methacrylamide, diacetone ( Dials such as (meth) acrylamide, dimethylacrylamide, diethylacrylamide, dimethylmethacrylamide, and diethylmethacrylamide. Le (meth) acrylamide, those hydrophilic monomers such as vinyl pyridine are preferable.

【0021】さらに本発明におけるグラフト重合の温度
条件は、用いられる前駆体ポリマー、有機材料基材さら
にモノマー等の組み合わせにより幾らかは変化するもの
の、好適な酸化剤を用いることにより、該前駆体ポリマ
ーと酸化剤を反応させラジカルを生成させるのに、高温
下によらず常温付近において行うことができる。これに
より用いる有機材料の基材特有の性質を損なうことなく
グラフト重合ができるものである。
Further, the temperature condition of the graft polymerization in the present invention is somewhat changed depending on the combination of the precursor polymer, the organic material base material and the monomer used, but by using a suitable oxidizing agent, the precursor polymer can be used. The reaction between the oxidant and the oxidant to generate a radical can be performed at around room temperature regardless of the high temperature. As a result, the graft polymerization can be carried out without deteriorating the characteristics peculiar to the base material of the organic material used.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明の範囲がこれらの例により限定され
るものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the scope of the present invention is not limited by these examples.

【0023】実施例1 p−アジドベンゾイルクロライ
ドの合成 p−アジド安息香酸8.16g(50ミリモル)を塩化
チオニル30g(250ミリモル)に加えた。続いて8
0℃で2時間加熱し、均一な状態にした後、ゆっくりと
室温に戻し、さらに2時間撹拌した。減圧下で未反応の
塩化チオニルを留去し、粗生成物を減圧蒸留した(2m
mHg、124〜126℃)。さらに該粗生成物を熱ヘ
キサンにより再結晶を行い精製することで淡黄色の結晶
生成物であるp−アジドベンゾイルクロライド(5.9
g、66%)を得た。得られた生成物(p−アジドベン
ゾイルクロライド)のIRスペクトルを測定した結果を
図1に示す。
Example 1 p-azidobenzoyl chloride
De synthetic p- azido acid 8.16g (50 mmol) was added thionyl chloride 30 g (250 mmol). Then 8
After heating at 0 ° C. for 2 hours to make it uniform, the temperature was slowly returned to room temperature, and the mixture was further stirred for 2 hours. Unreacted thionyl chloride was distilled off under reduced pressure, and the crude product was distilled under reduced pressure (2 m
mHg, 124-126 ° C). Further, the crude product was recrystallized from hot hexane for purification to obtain p-azidobenzoyl chloride (5.9) which was a pale yellow crystalline product.
g, 66%). The result of measuring the IR spectrum of the obtained product (p-azidobenzoyl chloride) is shown in FIG.

【0024】実施例2 フェニルアジド基のPVAへの
導入 乾燥したジメチルスルホキシド(以下、DMSOと記
す)50mlにPVA2.0gと実施例1で得られた生
成物1.64g(PVAに対し0.20当量)を加え、
一日撹拌し、70℃で4時間加熱し、さらにピリジンを
加えて70℃で3時間加熱した。その後、酢酸エチルで
洗浄し、フェニルアジド基がPVAへ導入されてなる所
望の生成物(以下、AzPhPVAと記す)を得た(含
有率6%、 1H−NMR測定結果による)。得られたA
zPhPVAのIRスペクトルの測定結果を図2に示
す。
Example 2 Conversion of phenyl azide group to PVA
To 50 ml of introduced and dried dimethyl sulfoxide (hereinafter referred to as DMSO), 2.0 g of PVA and 1.64 g of the product obtained in Example 1 (0.20 equivalent to PVA) were added,
The mixture was stirred for one day, heated at 70 ° C. for 4 hours, further added with pyridine, and heated at 70 ° C. for 3 hours. Then, the product was washed with ethyl acetate to obtain a desired product (hereinafter referred to as AzPhPVA) in which a phenylazide group was introduced into PVA (content rate: 6%, according to 1 H-NMR measurement result). Obtained A
The measurement result of the IR spectrum of zPhPVA is shown in FIG.

【0025】実施例3 基材表面への光化学固定 実施例2で得られたAzPhPVAを溶媒に加えて0.
05%溶液(DMSO:メタノール=1:1(重量比)
からなる溶媒を用いた)にしてポリエチレンテレフタレ
ートフィルム表面にスピンコーターを用いてキャスト
後、熱風乾燥した。このフィルムに紫外線を40秒間照
射してDMSO中で未露光部を洗浄した。該フィルム表
面をESCAで測定し、結果を図3の(a)および
(b)に示す。図中(a)は紫外線未露光部、(b)は
紫外線露光部のそれぞれのフィルム表面のESCAの結
果である。図3の(a)および(b)より露光部のみに
AzPhPVAが光化学固定されているこが確認され
た。
Example 3 Photochemical Immobilization on Substrate Surface AzPhPVA obtained in Example 2 was added to a solvent to give a pH of 0.1.
05% solution (DMSO: methanol = 1: 1 (weight ratio)
Was cast using a spin coater on the surface of the polyethylene terephthalate film, and then dried with hot air. This film was irradiated with ultraviolet rays for 40 seconds to wash the unexposed area in DMSO. The surface of the film was measured by ESCA, and the results are shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). In the figure, (a) shows the results of ESCA of the film surface of the unexposed portion of ultraviolet rays, and (b) shows the results of ESCA of the film surface of the exposed portions of ultraviolet rays. From FIGS. 3A and 3B, it was confirmed that AzPhPVA was photochemically immobilized only on the exposed portion.

【0026】実施例4 Ce(IV)イオンを用いたアクリ
ルアミドのグラフト重合 実施例3で得られたAzPhPVAを光化学固定したポ
リエチレンテレフタレートフィルムを、アクリルアミド
の5%存在下、0.5N硝酸水溶液に浸漬し、低温(0
℃以下)でCe(IV)イオンの添加量をそれぞれ[Ce
IV]=0、0.2、1、2および3mMとなるよう調
製して加え、脱気、封管し、40℃で2時間重合させ
た。Ce(IV)イオン添加量を変化させて得られたそれぞ
れのフィルムは、70℃の温水で5時間、60℃で一
晩、さらに90℃以上で4時間それぞれ撹拌し、その後
乾燥して重合生成膜を固定したフィルムを得た。それぞ
れ得られた重合生成膜を固定したフィルム表面のESC
Aで測定し、結果を図3(c)および図4にそれぞれ示
す。図3(c)は[Ce IV]=2mMでの結果であり、
また図4中の(a)は[Ce IV]=0mM、(b)は
[Ce IV]=0.2mM、(c)は[Ce IV]=1m
M、(d)は[Ce IV]=2mMおよび(e)は[Ce
IV]=3mMでの各々の結果である。また図4のN1s
スペクトルのC1sスペクトルに対する相対比N/Cの
値と[Ce IV]の値の関係を図5に示す。図5から[C
e IV]=2mMのときグラフト量が極大をとり、さらに
該極大値の場合、図4から計算によりN/Cの値0.2
79(同理論値0.33)、O/Cの値0.330(同
理論値0.33)およびカルボニル炭素の炭素全体に対
する含有量28.7%(同理論値33%)が得られ、こ
れらの値および図3(a)〜(c)の結果から得られた
重合生成膜としてアクリルアミドのグラフト重合膜が形
成されていることが確認された。
Example 4 Acrylation using Ce (IV) ion
Graft Polymerization of Lamide The polyethylene terephthalate film obtained by photochemically fixing AzPhPVA obtained in Example 3 was immersed in a 0.5N nitric acid aqueous solution in the presence of 5% acrylamide, and the temperature was lowered (0
Below (° C), the addition amount of Ce (IV) ions is adjusted to [Ce
IV ] = 0, 0.2, 1, 2, and 3 mM were prepared and added, degassed, sealed, and polymerized at 40 ° C. for 2 hours. Each film obtained by changing the amount of Ce (IV) ion added was agitated for 5 hours in hot water at 70 ° C., overnight at 60 ° C., and further for 4 hours at 90 ° C. or higher, and then dried to polymerize. A film having a fixed membrane was obtained. ESC of the film surface on which the obtained polymerized film was fixed
The measurement was performed at A, and the results are shown in FIG. 3 (c) and FIG. 4, respectively. FIG. 3 (c) shows the result when [Ce IV ] = 2 mM,
In FIG. 4, (a) shows [Ce IV ] = 0 mM, (b) shows [Ce IV ] = 0.2 mM, and (c) shows [Ce IV ] = 1 m.
M, (d) [Ce IV ] = 2 mM and (e) [Ce IV ] = 2 mM
IV ] = 3 mM for each result. In addition, N1s in FIG.
FIG. 5 shows the relationship between the value of the relative ratio N / C and the value of [Ce IV ] with respect to the C1s spectrum of the spectrum. From Figure 5 [C
When e IV ] = 2 mM, the graft amount takes a maximum value, and in the case of the maximum value, the N / C value of 0.2 is calculated from FIG.
79 (theoretical value 0.33), O / C value 0.330 (theoretical value 0.33) and the content of carbonyl carbon with respect to the total carbon of 28.7% (theoretical value 33%), From these values and the results of FIGS. 3A to 3C, it was confirmed that the acrylamide graft polymerized film was formed as the polymerized product film.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の表面グラフト重合法は、基材に
グラフト鎖を常温付近において導入することができ、基
材特有の性質を損なうことなく基材特性の保持力に優れ
ている。さらに基材自体と直接反応させて該表面を改質
するものでなく、該表面に予め極薄膜の前駆体ポリマー
を結合させ、該ポリマーに任意の機能性を有するモノマ
ーをグラフト重合するものであるため、基材自体にグラ
フト鎖が侵入することによる基材特性の劣化がなく、効
果的に基材表面の極薄層部のみに所望のグラフト鎖を形
成することにより基材表面を改質できる点で優れてい
る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The surface graft polymerization method of the present invention is capable of introducing a graft chain into a base material at around room temperature, and is excellent in the retention of the base material characteristics without impairing the properties peculiar to the base material. Further, it does not directly modify the surface by directly reacting with the base material itself, but preliminarily binds an ultrathin film precursor polymer to the surface and graft-polymerizes a monomer having an arbitrary functionality to the polymer. Therefore, there is no deterioration of the base material properties due to the penetration of the graft chain into the base material itself, and the base material surface can be modified by effectively forming the desired graft chain only in the ultrathin layer portion of the base material surface. Excellent in terms.

【0028】したがって、本発明の表面グラフト重合法
を用いることにより、基材表面の必要な箇所にのみ光照
射を行うことで基材表面の特性を自在に設計することが
可能であり、例えば、基材表面の必要な部分の特性を親
水性から疎水性にすることで、細胞の“疎水性”表面へ
の接着依存性を利用することができ、基材への細胞接着
および非接着を意図的に設計できるものであり、細胞の
微細パターン化表面技術への効果的な利用が十分に図ら
れるものである。
Therefore, by using the surface graft polymerization method of the present invention, it is possible to freely design the characteristics of the substrate surface by irradiating light only on the necessary portions of the substrate surface. By changing the property of the necessary part of the substrate surface from hydrophilic to hydrophobic, the dependence of cells on the adhesion to the “hydrophobic” surface can be utilized, and cell adhesion and non-adhesion to the substrate are intended. And can be effectively utilized for cell micropatterning surface technology.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1で得られた光反応性基としてのフェニ
ルアジド基を有する高分子物質のIRスペクトルを測定
した結果を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a result of measuring an IR spectrum of a polymer substance having a phenylazide group as a photoreactive group obtained in Example 1.

【図2】実施例2で得られたAzPhPVAのIRスペ
クトルを測定した結果を示す図である。
FIG. 2 is a view showing a result of measuring an IR spectrum of AzPhPVA obtained in Example 2.

【図3】実施例3で得られたAzPhPVAを光化学固
定してなるポリエチレンテレフタレートフィルム表面を
ESCAで測定した結果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the results of ESCA measurement of the surface of a polyethylene terephthalate film obtained by photochemically fixing AzPhPVA obtained in Example 3.

【図4】実施例3で得られたAzPhPVAを光化学固
定したポリエチレンテレフタレートフィルムにアクリル
アミドのモノマーを加えてCe(IV)イオン添加量を変化
させて重合して得られたアクリルアミドグラフト重合膜
が形成されてなる該フィルム表面上をESCAで測定し
た結果を示す図である。
FIG. 4 shows an acrylamide graft-polymerized film obtained by polymerizing AzPhPVA obtained in Example 3 with photochemically immobilized polyethylene terephthalate film by adding an acrylamide monomer and varying the Ce (IV) ion addition amount. It is a figure which shows the result of having measured on the surface of this film which consists of ESCA.

【図5】図4のNlsスペクトルのClsスペクトルに
対する相対比N/Cの値と[CeIV]の値の関係を示す
図である。
5 is a diagram showing the relationship between the value of relative ratio N / C and the value of [Ce IV ] of the Nls spectrum of FIG. 4 with respect to the Cls spectrum.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機材料表面の少なくとも一部に、光反
応性基を有しかつ水酸基を持つ前駆体ポリマーを結合さ
せ、さらにそのポリマーと酸化剤を反応させ、常温付近
でラジカルを生成させることを特徴とする表面グラフト
重合法。
1. A method of binding a precursor polymer having a photoreactive group and having a hydroxyl group to at least a part of the surface of an organic material, and further reacting the polymer with an oxidizing agent to generate a radical at around room temperature. A surface graft polymerization method characterized by:
【請求項2】 前記光反応性基が、中間体として高反応
性のナイトレンを経由して近傍の原子と共有結合を形成
する性質を利用して有機材料表面に化学固定してなる請
求項1に記載の表面グラフト重合法。
2. The photoreactive group is chemically fixed on the surface of an organic material by utilizing the property of forming a covalent bond with a nearby atom via a highly reactive nitrene as an intermediate. The surface graft polymerization method described in 1.
【請求項3】 前記水酸基を持つポリマーの酸化剤が、
Ce(IV)イオンである請求項1に記載の表面グラフト重
合法。
3. The polymer oxidant having a hydroxyl group,
The surface graft polymerization method according to claim 1, which is Ce (IV) ion.
【請求項4】 前記光反応性基が、中間体として高反応
性のナイトレンを経由して近傍の原子と共有結合を形成
する性質を利用して有機材料表面に化学固定してなりか
つ前記水酸基を持つポリマーの酸化剤が、Ce(IV)イオ
ンである請求項1に記載の表面グラフト重合法。
4. The photoreactive group is chemically fixed on the surface of an organic material by utilizing the property of forming a covalent bond with a nearby atom via a highly reactive nitrene as an intermediate, and the hydroxyl group The method for surface graft polymerization according to claim 1, wherein the oxidant of the polymer having is Ce (IV) ion.
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