JPH07278235A - 感温性重合体、親水性−疎水性熱可逆型材料及びそれ らの製造方法 - Google Patents
感温性重合体、親水性−疎水性熱可逆型材料及びそれ らの製造方法Info
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Abstract
熱的刺激によって可逆的な溶解−不溶解挙動を示す感温
性重合体を提供する。 【構成】 モノアリルアミンと、N−メチルジアリルア
ミン又はN−エチルジアリルアミンとの共重合体(モル
比1:1)からなる感温性重合体である。
Description
関する。更に詳しくは、本発明は、転移温度を利用した
広範囲な分野に使用可能である新規な感温性重合体、親
水性−疎水性熱可逆型材料、及びそれらの製造方法に関
する。
差等の外部情報に応答する各種の機能を高分子化する試
み、該機能を持った高分子の探索はこれまで数多く行わ
れてきている。これらは、新しい機能を有する高分子と
して:カラー写真フィルムのタイミング層などの膜用、
パターン印刷、印刷表面改質剤プロセス凝集剤の印刷関
係の分野;半導体のマスキング用ポリマー、プリント基
盤のレジストインクの半導体関係;免疫試験やバイオ生
産物の抽出や分離などの感温分離型機能ポリマー、医薬
のコントロールリリースポリマー(ゲル)及び酵素固定
化用ポリマー(ゲル)等の生化学分野;並びに、金属イ
オンの濃縮、抽出、分離若しくは回収、オイルサンドか
らのオイル抽出プロセス等の金属イオン又はオイルの精
製の分野;の新材料に期待されている。その他、防染
糊、水溶性接着剤、各種特殊膜、プラスチック改質剤、
セラミックバインダー、脱水剤、温度変化によって動く
アクチュエーター、結露防止コーテング及び遮光剤の新
材料として興味が持たれている。
域では不溶となり、再びそれを冷却すると溶解する高分
子は既に知られている。例えば、熱的刺激によって可逆
的な溶解−不溶解挙動を示す高分子として、ポリ(N−
n−プロピルメタアクリルアミド)が特公昭61−23
937に記載されている。また、ポリ(N−アルキルア
クリルアミド)、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチ
レンオキシド、メチルセルロース及びポリビニルメチル
オキサゾリジノンも知られている。しかし、アミノ基を
含むオレフィン系重合体で、かつ、感温性物質であるも
のは、知られていない。一方、種々の分野で新材料とし
て、従来と異なる特徴を備えた感温性重合体の提供が求
められている。
する課題は、従来と異なる特徴を有する感温性重合体の
提供である。さらに詳しくは、アミノ基を含むオレフィ
ン系重合体で、かつ、熱的刺激によって可逆的な溶解−
不溶解挙動を示す感温性重合体、親水性−疎水性熱可逆
型材料、及びそれらの製造方法の提供である。
なる相転移温度と化学的性質を備えることにより、より
広範囲な利用が可能な感温性材料を創出するため、鋭意
研究開発を重ねた。その結果、ある種のポリアリルアミ
ン系共重合体が、驚くべき事に、感温性を発揮すること
を発見した。本発明はかかる知見により達成されたもの
である。
1−4のアルキル基を示す)で表される。また、本発明
の親水性−疎水性熱可逆型材料は、本発明の感温性重合
体を必須成分として含むものである。
感温性重合体は、高分子主鎖中に、モノアリルアミン単
位とN−(炭素数1−4のアルキル)ジアリルアミン単
位を含む共重合体である。その共重合体は、モノアリル
アミン単位とN−(炭素数1−4のアルキル)ジアリル
アミン単位のモル比が、m/n=0.5−2.0を表す
範囲を取るように選択される。この範囲を超えると実質
的に感温性を示さない。
ンとN−(炭素数1−4のアルキル)ジアリルアミンと
の共重合体の塩(以下、共重合体の塩と記載することも
ある)を中和して製造することができる。
6365に記載する方法によって製造できる。
H2 =CH−CH2 NH2 )の塩と、モノアリルアミン
に対し50−200モル%の一般式
されるN−アルキルジアリルアミンの塩とを、水若しく
は極性溶媒、又はそれらの混合物中で、ラジカル開始剤
の存在下で反応することにより、製造できる。モノマー
の塩は、塩酸、硫酸、燐酸等の無機酸塩、又は酢酸等の
有機酸塩を使用できる。モノマーの塩は、使用するモノ
マーの当量より計算される量の酸を加えて用時に調製す
ることができる。モノマー濃度は、反応溶媒に対し、通
常10−80重量%で反応できる。重合温度は通常20
−90℃、重合反応時間は通常20−120時間であ
る。重合の開始剤は、通常、2,2´−ジアミジニル−
2,2´−アゾプロパン塩酸塩(アゾビスアミジノプロ
パン二塩酸塩と記載することもある)等の、分子中にア
ゾ基とカチオン性の窒素原子とを含むラジカル開始剤を
使用できる。その他、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ
ウム等の過酸化物も使用可能である。開始剤の量は、種
類により異なるが、通常、モノマーに対し0.1−10
モル%,好ましくは0.5−5モル%である。溶媒は、
通常、水であるが、その他の極性溶媒、又は水と極性溶
媒との混合物でも良い。反応終了後、大量のアセトンに
反応液を加え、析出する結晶を濾取することにより共重
合体の塩を得ることができる。このような共重合体の塩
の固有粘度ηinh(単位dl/g、c=0.5g/d
l、N/10食塩水中、30℃)は、仕込モル比(m/
n)及び重合条件等で異なるが、一般に0.05−2.
0、通常0.1−0.8の範囲にある。
製造した共重合体の塩を水に溶かし、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等で中和して得ることができる。本
発明の感温性重合体は、中和後の溶液を、相転移温度以
上にして不溶化させ取り出すことができる。塩を含まな
い感温性重合体は、中和後、系を相転移温度以上に維持
し、中和操作で副成する塩を、熱水で除去することによ
り得ることができる。また、中和後の水溶液を相転移温
度以下に維持し、特開昭63−286405に記載の方
法を用いて透析することによって、副成する食塩等の塩
を除去することができる。
00℃の特定領域で、可逆的に親水性−疎水性の相転移
を示す親水性−疎水性熱可逆型材料として使用できる。
水溶液濃度は、使用目的によって変えることができる
が、一般的には、0.01−80重量%、好ましくは
0.05−50%で用いられる。本発明の親水性−疎水
性熱可逆型材料は、食塩等の塩その他の必要な添加剤を
加えることもできる。相転移の温度は、重合体の種類、
水溶液の濃度、存在する塩の種類と量、その他の条件に
より異なる。しかし、固体状態や酸性水溶液中では、通
常、可逆的な親水性−疎水性の相転移を示さない。
可逆型材料は、その物質相の温度可逆性を利用して、各
種機能材料に使うことができる。例えば、本発明材料
は、遮光材料、水溶性接着剤、被覆材料などに広範囲に
使用できる。本発明の感温性重合体はアミノ基を含むの
で、本発明の親水性−疎水性熱可逆型材料は、塩基性を
示す。したがって、本発明材料は、温度に感応するばか
りでなく、溶媒のpHにも感応することができる。すな
わち、本発明材料は、溶媒を酸性にすると温度に関係な
く液体で透明となるが、塩基性にすると親水性−疎水性
熱可逆型材料となる。そのため、本発明材料は、親水性
−疎水性熱可逆型材料であり、かつ、pH可逆型材料で
ある。このように、本発明材料は、従来存在しない極め
てユニークな特徴を持つものである。
アミン(モル比1:1)の共重合体からなる感温性重合
体の製造例:N−モノアリルアミンとN−メチルジアリ
ルアミン(モル比1:1)の共重合体の塩は、特公平2
−56365の方法により製造した。1リットルのセパ
ラブルフラスコに、N−モノアリルアミン(AA)11
4.2gとN−メチルジアリルアミン255.8gとを
入れ、攪拌冷却下、濃塩酸439gを滴下した。そのフ
ラスコを55℃の恒温槽におき、それにアゾビスアミジ
ノプロパン二塩酸塩(ABAH)12gを24時間ごと
に3回に分けて加え、重合させた。反応終了後、反応液
の一部を採取し多量のアセトンを加えた後、析出する結
晶を濾取し、η=0.30(単位dl/g,N/10−
食塩水中,c=0.500g/100ml,30℃,以
下同じ条件で測定)のN−モノアリルアミンとN−メチ
ルジアリルアミン(モル比1:1)の共重合体の塩酸塩
を収率91%で得た。この赤外吸収スペクトルを図1に
示す。一方、この塩酸塩の残りの水溶液に水629.2
gを加え、49重量%の水酸化ナトリウム水溶液(36
8.52g)で中和する。析出する結晶を濾取し、70
−80℃の熱水で良く洗浄して脱塩し、N−モノアリル
アミンとN−メチルジアリルアミン(モル比1:1)の
共重合体からなる感温性重合体を得た。
チルジアリルアミン(モル比1:1)の共重合体からな
る感温性重合体の製造例:N−モノアリルアミンとN−
エチルジアリルアミン(モル比1:1)の共重合体は、
特公平2−56365の方法により製造した。300ミ
リリットルのセパラブルフラスコに、N−モノアリルア
ミン(AA)39.4gとN−エチルジアリルアミン8
6.4gとを入れ、攪拌冷却下、濃塩酸146.8gを
滴下した。そのフラスコを55℃の恒温槽におき、それ
にアゾビスアミジノプロパン二塩酸塩(ABAH)4.
4gを24時間ごとに3回に分けて加え、重合させた。
反応終了後、反応液の一部を採取し多量のアセトンを加
えた後、析出する結晶を濾取し、η=0.34のN−モ
ノアリルアミンとN−エチルジアリルアミン(モル比
1:1)の共重合体の塩酸塩を収率98%で得た。この
塩酸塩の残りの水溶液に49重量%水酸化ナトリウムの
水溶液121.8gを加えて中和する。析出する結晶を
濾取し、70−80℃の熱水で良く洗浄して脱塩し、N
−モノアリルアミンとN−エチルジアリルアミン(モル
比1:1)の共重合体からなる感温性重合体を得た。
チルジアリルアミン(モル比1:1)との共重合体から
なる塩フリーの感温性重合体水溶液の製造例:1リット
ルのセパラブルフラスコに、N−モノアリルアミン(A
A)114.2g、及びN−メチルジアリルアミン(M
DA)255.8gを入れ、攪拌冷却下、濃塩酸42
6.4gを滴下した。蒸留水53.8gを加えた後、5
5℃の恒温槽においてアゾビスアミジノプロパン二塩酸
塩(ABAH)12gを24時間ごとに3回に分けて加
え、重合させた。反応終了後、反応液を冷却し、η=
0.25のN−モノアリルアミンとN−メチルジアリル
アミン(モル比1:1)との共重合体の塩酸塩を収率9
3%得た。該共重合体の残りの塩酸塩水溶液836.2
gを554.2gの水に溶かし、49重量%の水酸化ナ
トリウム水溶液357.0gで中和した。この溶液を透
析膜(旭硝子社製,コードCMV,AMV,カットオフ
分子量1000)を用い、15℃以下の蒸留水で24時
間透析処理することにより、生成した食塩を除去して、
N−モノアリルアミンとN−メチルジアリルアミン(モ
ル比1:1)との共重合体からなる塩フリーの感温性重
合体水溶液を得た。
チルジアリルアミン(モル比1:1)との共重合体の塩
フリーの感温性重合体水溶液の製造例:N−メチルジア
リルアミン255.8gの代わりに、N−エチルジアリ
ルアミン(EDA)286.4gを用い、実施例3と同
じに処理した。η=0.34のN−モノアリルアミンと
N−エチルジアリルアミン(モル比1:1)との共重合
体の塩酸塩を収率98%で中間体として得た後、N−モ
ノアリルアミンとN−エチルジアリルアミン(モル比
1:1)との共重合体の塩フリーの感温性重合体水溶液
を得た。
チルジアリルアミン(モル比1:1)の共重合体の塩フ
リーの感温性重合体水溶液の別な製造例:実施例1で重
合反応をアゾビスアミジノプロパン二塩酸塩の代わりに
過硫酸アンモニウムを使い重合させ、η=0.17のN
−モノアリルアミンとN−メチルジアリルアミン(モル
比1:1)の共重合体の塩酸塩を83%得た。該共重合
体の塩酸塩の水溶液806gに637.4gの水を加
え、637.4gの49重量%水酸化ナトリウム水溶液
で中和した。得られた水溶液を、実施例3と同様に透析
を行い、N−モノアリルアミンとN−メチルジアリルア
ミン(モル比1:1)の共重合体の塩フリーの感温性重
合体水溶液を得た。
転移温度の測定:種々の感温性重合体水溶液の熱転移温
度を調べた。感温性重合体は、実施例12、3、4及び
5により製造したものを蒸留水で所定の重量%になるよ
うに希釈して用いた。食塩または塩酸の量は、実施例
3、4及び5の場合は、共重合体フリー体に所定のモル
%量を加えることにより調製した。これらの溶液を用
い、分光光度計の波長500nmにおける透過度を測定
した。この水溶液の温度を、1℃/minで昇温及び降
温させた。透過率と温度の関係の結果より、感温性重合
体の相転移温度(T,℃)を求めた。種々の感温性重合
体水溶液の相転移温度(T,℃)を求めた結果を、表1
に示す。また、表1中の実施例6−8、6−12、6−
14及び6−15で表される重合体水溶液の透過率−温
度曲線を図2に示す。
度、塩濃度、pHの変化によって、相転移の発現を調節
することができる。これらの点が、従来の感温性重合体
に無い特徴である。また、従来と異なった領域に相転移
温度を持つこと及び水中でカチオンの性格を示すことか
らも、極めてユニークな感温性重合体であるといえる。
チルジアリルアミン(モル比1:1)との共重合体の塩
酸塩の赤外吸収スペクトルを示す。縦軸に透過率
(%)、横軸に波数(cm-1)を示す。
び6−15で表される重合体水溶液の透過率−温度曲線
を図2に示す。縦軸に透過率(%)、横軸に温度(℃)
を示す。
Claims (5)
- 【請求項1】 一般式 【化1】 (ただし、式中、m/n=0.5−2.0、Rは炭素数
1−4のアルキル基を示す)で表される感温性重合体。 - 【請求項2】 モノアリルアミン(CH2 =CH−CH
2 NH2 )の塩と、モノアリルアミンに対し50−20
0モル%の一般式 【化2】 (ただし、Rは炭素数1−4のアルキル基を示す)で表
されるN−アルキルジアリルアミンの塩とを、水若しく
は極性溶媒、又はそれらの混合物中で、ラジカル開始剤
の存在下で反応し、生成した共重合体の塩を中和して得
られる感温性重合体。 - 【請求項3】 Rがメチル、エチルから選ばれる請求項
1、2記載のいずれかの感温性重合体。 - 【請求項4】 モノアリルアミン(CH2 =CH−CH
2 NH2 )の塩と、モノアリルアミンに対し50−20
0モル%の一般式 【化3】 (ただし、Rは炭素数1−4のアルキル基を示す)で表
されるN−アルキルジアリルアミンの塩とを、水若しく
は極性溶媒、又はそれらの混合物中で、ラジカル開始剤
の存在下で反応し、生成した共重合体の塩を中和して得
ることを特徴とする請求項1−3記載の感温性重合体の
製造方法。 - 【請求項5】 請求項1−3記載のいずれかの感温性重
合体を必須成分として含む親水性−疎水性熱可逆型材
料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09918994A JP3480472B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 感温性重合体及びその製造方法並びに親水性−疎水性熱可逆型材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09918994A JP3480472B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 感温性重合体及びその製造方法並びに親水性−疎水性熱可逆型材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07278235A true JPH07278235A (ja) | 1995-10-24 |
JP3480472B2 JP3480472B2 (ja) | 2003-12-22 |
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ID=14240706
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---|---|---|---|
JP09918994A Expired - Fee Related JP3480472B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 感温性重合体及びその製造方法並びに親水性−疎水性熱可逆型材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3480472B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011118587A1 (ja) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | 国立大学法人九州大学 | 温度、pH及び塩濃度感応性分離材及びその用途 |
-
1994
- 1994-04-14 JP JP09918994A patent/JP3480472B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011118587A1 (ja) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | 国立大学法人九州大学 | 温度、pH及び塩濃度感応性分離材及びその用途 |
US8822550B2 (en) | 2010-03-23 | 2014-09-02 | Kyushu University, National University Corporation | Temperature-, pH- or salt concentration-sensitive separation material and use thereof |
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