JP2009046553A - カルボン酸基又はスルホン酸基を有する有機無機複合ヒドロゲルの製造方法 - Google Patents
カルボン酸基又はスルホン酸基を有する有機無機複合ヒドロゲルの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009046553A JP2009046553A JP2007212812A JP2007212812A JP2009046553A JP 2009046553 A JP2009046553 A JP 2009046553A JP 2007212812 A JP2007212812 A JP 2007212812A JP 2007212812 A JP2007212812 A JP 2007212812A JP 2009046553 A JP2009046553 A JP 2009046553A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid group
- water
- organic
- inorganic composite
- composite hydrogel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
【解決手段】(メタ)アクリルアミド又はその誘導体と、水膨潤性粘土鉱物(B)と、水(C)とを含む均一溶液を調製した後、カルボン酸基又はスルホン酸基を有する重合性モノマーを重合開始剤と同時に又は重合開始剤を添加した後に加えて、(メタ)アクリルアミド又はその誘導体とカルボン酸基又はスルホン酸基を有する重合性モノマーとを重合させることにより得られる有機高分子(A)と、水膨潤性粘土鉱物(B)とが三次元網目を形成している有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
【選択図】図1
Description
(1)カルボン酸基を有するモノマー
アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸などの不飽和カルボン酸及びその塩類
(2)スルホン酸基を有するモノマー
2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、メタクリルアミドスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、p-スチレンスルホン酸及びこれらの塩類、メタクリロキシオキシエチルスルホン酸ナトリウムなど
これらの中でも、水膨潤性の優れた有機高分子が得られやすいとの観点から、アクリル酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸が特に好ましく用いられる。
(測定条件)
以下の実施例及び比較例において、引張り試験は、島津製作所(株)製卓上型万能試験機AGS-Hを用いて、未精製の丸棒状のヒドロゲル(直径=5.5mm)をチャック部での滑りのないようにして引っ張り試験装置に装着し、標点間距離=30mm、引っ張り速度=100mm/分にて測定を行った。光透過率の温度依存性は、角柱状の透明ポリスチレンセルにヒドロゲルを合成し、そのまま日本分光(株)製紫外可視分光光度計V-530を用いて測定した。水膨潤度は直径5.5mmの丸棒状ヒドロゲル約0.2gを大量の水の中に浸して、その質量増加の時間依存性から求めた。
・粘土鉱物
XLG: 水膨潤性合成ヘクトライト(商標ラポナイトXLG、日本シリカ株式会社製)
クニピアF: 高純度モンモリロナイト(クニミネ工業株式会社製)
・モノマー
DMAA: ジメチルアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)、活性アルミナを用いて重合禁止剤を取り除いてから使用した。
NIPAM: N-イソプロピルアクリルアミド(興人株式会社製)、トルエンとヘキサンの混合溶媒を用いて再結晶し無色針状結晶に精製してから用いた。
AAc: アクリル酸(和光純薬工業株式会社製)
MAc: マレイン酸(和光純薬工業株式会社製)
AMPS: 2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸(和光純薬工業株式会社製)
BIS: N,N'-メチレンビスアクリルアミド(関東化学株式会社製)
・重合開始剤
KPS: ペルオキソ二硫酸カリウム(関東化学株式会社製)、KPS/水=0.2/10(g/g)の割合で純水で希釈し、水溶液にして使用した。
・重合触媒
TEMED: N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン(和光純薬工業株式会社製)
内径25mm,長さ80mmの平底ガラス容器に、純水19gと0.6gのクニピアFを攪拌して均一な溶液を調製した。これにDMAA 1.8gを加え、15分間窒素バブリングした。続いて、氷浴下、KPS水溶液0.2gを攪拌して加えた直後に、AAc 0.2g(モノマー合計に対して13mol%)を加え、均一溶液を得た。得られた均一溶液を速やかに底の閉じた内径5.5mm,長さ150mmのガラス管容器に酸素に触れないようにして移した後、上部を密栓し、20℃で静置重合を行った。15時間後にガラス管容器内に伸縮性、強靭性のある均一な棒状のヒドロゲルが生成された。ヒドロゲルは大量の水に浸して精製した。得られた精製ヒドロゲルを100℃、減圧下にて乾燥して水分を除いたヒドロゲル乾燥体を得た。ゲル乾燥体を20℃の水に浸漬することにより、乾燥前と同じ形状の伸縮性のあるヒドロゲルに戻ることが確認された。また、ゲル乾燥体の熱重量分析(セイコー電子工業株式会社製TG-DTA220:空気流通下、10℃/分で600℃まで昇温)を行い、B/A=0.3(質量比)を得た。
表1に示した組成で、実施例1と同様に実施例2,3のカルボン酸基を有するヒドロゲルを合成した。これらのヒドロゲルはカルボン酸基を含まない比較例2のヒドロゲルと比べて、強度と弾性率が大きくなった(図1)。また、水膨潤性において、カルボン酸基を有するヒドロゲルの実施例は比較例を大きく超え、優れた吸水性を示した(図2)。
表1に示した組成で、実施例1と同様に実施例4,5のカルボン酸基を有するヒドロゲルを合成した。また、粘土鉱物の変わりに有機架橋剤を用いて、比較例3のカルボン酸基を有する有機架橋ゲルを合成した。比較例3のゲルが極めて脆弱で引っ張り試験を行おうとしたが、チャックに装着前に殆どのサンプルが壊れた。また、チャックに軽く装着したものでも試験直後に破断し、物性値は得られなかった。これに対して、実施例4と5は優れた力学特性を示した(図3)。また、図4に示したように、実施例4,5の水膨潤性は比較例3より大きかった。なお、光透過率の温度依存性を測定したところ、実施例4と5は明確なLCSTを示した(図5)。
表1に示した組成で、実施例1と同様に実施例6,7,8のカルボン酸基又はスルホン酸基を有するヒドロゲルを合成した。図6及び図7に示したように、実施例6,7,8のヒドロゲルは優れた力学特性と水膨潤性を示した。
Claims (7)
- 有機高分子(A)と、水膨潤性粘土鉱物(B)とが三次元網目を形成している有機無機複合ヒドロゲルの製造方法であって、(メタ)アクリルアミド又はその誘導体と、前記水膨潤性粘土鉱物(B)と、水(C)とを含む均一溶液を調製した後、カルボン酸基又はスルホン酸基を有する重合性モノマーを重合開始剤と同時に又は重合開始剤を添加した後に加えて、前記(メタ)アクリルアミド又はその誘導体と前記カルボン酸基又はスルホン酸基を有する重合性モノマーとを重合させることにより前記有機高分子(A)を製造することを特徴とする有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
- 前記水膨潤性粘土鉱物(B)と前記有機高分子(A)の質量比((B)/(A))が0.01〜10である請求項1に記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
- 前記カルボン酸基を有する重合性モノマーが、アクリル酸又はその塩、或いはマレイン酸又はその塩である請求項1又は2に記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
- 前記スルホン酸基を有する重合性モノマーが、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸又はその塩である請求項1〜3のいずれかに記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
- 前記有機高分子(A)中のカルボン酸基又はスルホン酸基を有する重合性モノマーの共重合比率が50モル%以下である請求項1〜4のいずれかに記載の有機無機複合ヒドロゲルの製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法により得られる有機無機複合ヒドロゲルであって、前記水(C)の含有率(含水率)が90質量%の時点における、引っ張り強度が10kPa〜500kPaであり、且つ破断伸びが100%〜3000%である有機無機複合ヒドロゲル。
- 水による平衡膨潤度Wgel/Wdryが50〜5000である請求項6に記載の有機無機複合ヒドロゲル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007212812A JP5202903B2 (ja) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | カルボン酸基又はスルホン酸基を有する有機無機複合ヒドロゲルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007212812A JP5202903B2 (ja) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | カルボン酸基又はスルホン酸基を有する有機無機複合ヒドロゲルの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009046553A true JP2009046553A (ja) | 2009-03-05 |
JP5202903B2 JP5202903B2 (ja) | 2013-06-05 |
Family
ID=40499075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007212812A Expired - Fee Related JP5202903B2 (ja) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | カルボン酸基又はスルホン酸基を有する有機無機複合ヒドロゲルの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5202903B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011001657A1 (ja) | 2009-07-01 | 2011-01-06 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ポリイオンデンドリマー、及びそれよりなるハイドロゲル |
JP2011012107A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Kawamura Inst Of Chem Res | 有機無機複合体ヒドロゲル粒子及びその水分散体、その乾燥粒子並びにそれらの製造方法 |
JP2014500366A (ja) * | 2010-12-15 | 2014-01-09 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | 吸水性表面改質されたクレイ結合ポリマー |
-
2007
- 2007-08-17 JP JP2007212812A patent/JP5202903B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011012107A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Kawamura Inst Of Chem Res | 有機無機複合体ヒドロゲル粒子及びその水分散体、その乾燥粒子並びにそれらの製造方法 |
WO2011001657A1 (ja) | 2009-07-01 | 2011-01-06 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ポリイオンデンドリマー、及びそれよりなるハイドロゲル |
US9249275B2 (en) | 2009-07-01 | 2016-02-02 | Japan Science And Technology Agency | Polyionic dendrimer and hydrogel comprising same |
JP2014500366A (ja) * | 2010-12-15 | 2014-01-09 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | 吸水性表面改質されたクレイ結合ポリマー |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5202903B2 (ja) | 2013-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5132278B2 (ja) | 有機無機複合ヒドロゲルの製造方法 | |
JP5132300B2 (ja) | カチオン性有機・無機複合ヒドロゲルの製造方法 | |
Zhao et al. | Mechanically strong and thermosensitive macromolecular microsphere composite poly (N-isopropylacrylamide) hydrogels | |
JP4759165B2 (ja) | 有機・無機複合ヒドロゲル及びその製造方法 | |
JP5246855B2 (ja) | カルボン酸塩構造又はカルボキシアニオン構造の基を有する有機無機複合ヒドロゲルの製造方法 | |
Yang et al. | Multi-responsive nanocomposite hydrogels with high strength and toughness | |
Liu et al. | Highly stretchable and tough pH-sensitive hydrogels with reversible swelling and recoverable deformation | |
JP4776187B2 (ja) | 有機・無機複合高分子ゲル及びその製造方法 | |
He et al. | Tough and super-resilient hydrogels synthesized by using peroxidized polymer chains as polyfunctional initiating and cross-linking centers | |
JP5398383B2 (ja) | 有機無機複合体粒子、その製造方法および有機無機複合体ヒドロゲル粒子の製造方法 | |
JP3914501B2 (ja) | 高分子ゲル複合材及びその製造法 | |
Ma et al. | Restorable, high-strength poly (N-isopropylacrylamide) hydrogels constructed through chitosan-based dual macro-cross-linkers with rapid response to temperature jumps | |
JP5202903B2 (ja) | カルボン酸基又はスルホン酸基を有する有機無機複合ヒドロゲルの製造方法 | |
JP2010254800A (ja) | 有機無機複合体 | |
JP5598833B2 (ja) | 有機・無機複合ヒドロゲルの製造方法 | |
JP5456344B2 (ja) | 有機無機複合ヒドロゲル及びその製造方法 | |
JP4914157B2 (ja) | アミノ基含有有機無機複合ヒドロゲル及びその製造方法 | |
JP2008074925A (ja) | ホウ酸塩基含有有機無機複合ヒドロゲル及びその製造方法 | |
Tripathi et al. | Preparation and evaluation of composite microspheres of polyacrylamide‐grafted polysaccharides | |
JP6107417B2 (ja) | 双性イオン含有高分子ゲル | |
JP5371216B2 (ja) | 有機無機複合ヒドロゲルの製造方法 | |
JP5654208B2 (ja) | 有機無機複合ゲル | |
JP4730725B2 (ja) | 高分子ヒドロゲルの製造方法 | |
JP5028082B2 (ja) | 局所膨潤高分子ゲル | |
JP2011153175A (ja) | 有機無機複合ヒドロゲル及びその乾燥体並びにそれらの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100705 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130129 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130213 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160222 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |