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カチオン交換容量測定

ドキュメント内 仙鱒 (ページ 55-58)

剥離した膜をイオン交換水で充分に洗浄した後、ポリ(テトラフルオロエチレン)(PIFE)製の シートに広げて空気中で乾燥した後、常温の真空乾燥機で24時間以上乾燥した。約0.259の膜 を精秤し、三角フラスコに入れ、30cm3の0.1mol/dm3NaOH-1mol/dm3NaCl水溶液を加え

た。これを所定の温度で24時間振藍した後に膜を取り出し、10cm3の水溶液を採取し、水溶液 の濃度を濃度既知の0.1mol/dm3HClでメチルオレンジを指示薬に滴定した。また、膜の入って

いないブランクについても同様な操作を行った。これらの測定結果より、次の式3-1を用いて交 換容量を求めた。

C ℃ =

× 妬 1 - 0 " × ( ) ノ × L

〃 3

5

(

ここで、Ccはカチオン交換容量(meq/g),Vは滴定に要したHClの容量(c㎡),Voは空実験での HClの容量(cm3),fは0.1mol/dm3HClのファクター,Wは使用した共重合体の重さ(9)である。

3.2.4膨潤度および相転移温度の測定

測定を行う溶媒中に乾燥したPGN膜を浸し、十分に膨潤させた後に2.2.6および2.2.7の方法 と同様にその膨潤度および相転移温度を測定した。

3.3結果と考察

3.3.1感温性高分子の膨潤挙動に及ぼす高分子鎖に導入されたモノマーの影響

スキーム3-1に従い、種々のモノマーを含むPVA-g-NIPAAm共重合体を合成した。表3-1 に得られた重合体のNIPAAm含量(AMPSを含む膜については窒素含量)および相転移温度、カ

チオン交換容量を示した。以下に膜に導入した種々のモノマーに分けて、得られた共重合体の膨 潤度などの性質について述べる。

(1)メタクリル酸ブチル(BMA)の導入

疎水性のモノマーとしてBMAを導入した重合体を表3-1の試料No.2-4の条件で合成した。得 られたPVA-g-(NIPAAm-BMA)重合体より得た膜の各温度での膨潤度をPGN膜の膨潤度温

度変化とともに図3-1に示した。いずれの膜も低温で膨潤し、高温で収縮するという感温性を示 した。30℃以下における膨潤度はPGN膜に比べて低下し、その程度はBMA導入量の増加とと もに大きくなり、膨潤状態から収縮状態への相転移温度も低温側へシフトした。DSC測定より求 めた相転移温度もBMA導入量が増加するのに伴い低下し、PGN膜の32.8℃に対し試料No.2,3,4

のそれぞれの相転移温度は、31.0℃,30.1および28.0℃であった。

岡野らはNIPAAmとBMAの共重合体の合成およびその共重合体から得たゲルの膨潤挙動につ

いて詳細に報告している'4)。この、PVA-g-(NIPAAm-BMA)膜の膨潤挙動も同様な傾向を示

し、PVA鎖上にNIPAAmとBMAが共重合体としてグラフト化され、この感温性を示すグラフ

ト鎖が疎水化されていることを示唆するものである。この様に、疎水性のモノマーを導入するこ とにより相転移温度を低下させることができた。

Ⅷ剛

X o l y m e r r a f t c o p G

、,v、CH2一千M+ H2C =?H+

C - N - 3 H C H - ?

OH

& H C H ,

polyvinylalcoholハZ-IsoproPylacrylamide

()AVP 価IPAA、)

DMS0,40℃,20hr

剛函姻伽

; B u t h y l m e t h a c r y l a t e

; 2 -H y d r o x y e t h y l m e t h a c r y l a t e

; A c r y l a m i d e -2 -m e t h y l p r o p a n e s u l f O n i c

; M e t h a c r y l i c a c i d

acid

§

? H

HO-CH

H

?H2

O -C -c H 2 F

? H v v v v v v w X v v v

顔 - 。 § I H I $ C - i

RemovalorhomoDolvmerandmonom

Acetone,Methanol

いい

PVA=g-NIPAAm :PGN 鵬棚S

PPP閃GGG

K

2 S 2 0 8

PV

●●●●●●

,咽〃鋤印

PVA-g-OJIPAAII膿1通

P r e p a r a t i o n o f t h e r m o -s e n s i t i v e m e m b r a n e s

●●PVA-g-0VIPAAm-MAc)

Scheme

0.81 0.75 0.70 0.68 0.73

( 0 . 0 9 3

) ( 0 . 0 9 3

) ( 0 . 0 9 4

0.78 0.73 0.61 0.48 0.41 0.52

T a b l e 3 -1 P r e p a r a t i o n o f g r a f l c o p o l y m e r s

MonomerinFeed②

PVA/NIPAAm/X

NIPAAmincopolymerTransition

( o c N r o n t e n t (

% )

) e p m e t r a t u r e (

q *

C a t i o n e x c h a n g e c a p a c i t y O n e q / g SampleAbbreviationofcopolymer )

Ⅷ哩唖

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