第 4 章 ラジカル重合によるビニル系ポリマーを用いた
4.4 ポリビニルアミン・ポリビニルホルムアミド共重合体の作製
第４章 ラジカル重合によるビニル系ポリマーを用いたTNTの高感度検出
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4.4 ポリビニルアミン・ポリビニルホルムアミド共重合体
第４章 ラジカル重合によるビニル系ポリマーを用いたTNTの高感度検出
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す る こと でス ペク トル 得た. こ のス ペクト ル に対 して ATR 補 正を 行い,
2920cm-1のポリマー主鎖のC-H伸縮振動による吸収帯を用いて規格化を行った.
そのスペクトルデータを図 4-7 に示す. 図では赤色で示しているものは加水分 解量が低いため poly-NVF の割合が多くなっており, 青色で示しているものは 加水分解が進みpoly-VAmが多くなっている. poly-NVFのアミド結合由来の吸 収ピークである1650cm-1(C=O伸縮振動)や1530 cm-1 (N-H変角振動), 少し弱
いが 1430 cm-1 (C-N 伸縮振動)などに注目すると加水分解が進むにつれてピー
クが弱くなる. 一方で加水分解量が低い場合には小さすぎて観測されないが, 加水分解が進むと1580 cm-1 (N-Hはさみ変角振動)のピークが現れる. このN-H はさみ変角振動は一級アミンにみられるもので poly-VAm の側鎖のアミノ基由 来だと考えられる. 加水分解条件50℃0分を0%, 80℃240分を100%と仮定し, それぞれの吸収ピークの形状が正規分布になると仮定した上でアミド由来の C=O伸縮運動, N-H変角振動と一級アミン由来のN-Hはさみ変角振動の信号強 度をフィッティングによって求め, そこから加水分解率を計算した. その結果 を図 4-8 に示す. この様に反応時間を制御することで poly-NVF の加水分解率 を制御でき, 様々な比率のpoly-VAm-co-NVFを作製することが出来た.
次に作製した poly-VAm-co-NVF の水中での電荷状態を確認するため,
poly-VAm-co-NVF を 1wt%の水溶液にしてゼータ電位の測定を行った. 測定は
Malvern Instruments製Zetasizer Nanoを用いて行った. その結果を図 4-9に 示す. 加水分解率が大きくなるとゼータ電位は正の方向に大きくなっている.
これは一級のアミノ基が増えることでプロトン化したアミノ基が増えたためだ と考えられる. 逆に言えば加水分解率を制御することでポリマーの正の帯電を 制御することが出来た.
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図 4-7 各加水分解条件におけるFTIRスペクトルデータ
図 4-8 50℃における加水分解時間と加水分解率 赤：加水分解率 低い → 青：加水分解率 高い
600 800
1000 1200
1400 1600
1800 2000
Absorbance
Wave Number [cm-1]
0min(50℃) 5min(50℃) 10min(50℃) 20min(50℃) 30min(50℃) 60min(50℃) 120min(50℃) 240min(50℃) 240min(80℃) 赤字：poly-NVF
青字：poly-VAm C=O伸縮
N-H変角 N-H変角（はさみ）
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 100 200 300
H yd ro lys is [ % ]
Time [min]
2wt% 2M NaOH 50 ℃
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図 4-9 加水分解率とゼータ電位の関係
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Z et ap otenti al [ m V ]
Hydrolysis [ % ]
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