環境に優しいコーティング用に設計されたスマートポリマーナノ粒子.
Mohsen Soleimani1, Jeffrey C Haley, Daniel Majonis
1Department of Chemical Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada M5S 3E5.
Journal of the American Chemical Society
|June 30, 2011
まとめ
pH反応性ナノ粒子は,水中の形態を変化させます. この制御された相分離は,ポリマーの拡散を大幅に加速し,膜の凝結を遅らせ,水中塗料の特性を改善します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ポリマー化学のポリマー化学について
- コロイド科学 コロイド科学
背景:
- 2つのコンポーネントのナノ粒子は,高度な材料アプリケーションのために調整可能な特性を提供します.
- ナノ粒子形態の制御は,フィルム形成と性能に影響を与えるための鍵です.
- 水性塗料は,伝統的に溶媒ベースのシステムで見られる延長された開閉時間などの改善された性質を求めます.
研究 の 目的:
- リバーシブルな形態の変化を持つpH反応性ナノ粒子を合成し,特徴づけること.
- ナノ粒子の形態がポリマーの拡散と膜の凝結に与える影響を調査する.
- これらのナノ粒子が水性塗料の配合を改善する可能性を調査する.
主な方法:
- アクリラートコポリマーと酸性オリゴーマーナノ粒子の合成.
- 分子レベルでの形態学的評価のための光共振エネルギー転送 (FRET).
- 拡散と凝結を分析するためのタイトリング実験と膜形成の研究.
主要な成果:
- ナノ粒子は,pH依存の可逆形質 (基本的条件下では酸性,コア・シェルに溶ける) を表しています.
- 炭酸塩酸化オリゴマーは,ポリマーの拡散混合を劇的に強化します (>2桁の大きさ).
- オリゴーマーシェルは,フィルムの凝結を約30分遅らせ,塗料の開く時間を延長します.
結論:
- ナノ粒子におけるpH誘発の形態の変化は,膜形成のダイナミクスの制御を可能にします.
- これらのナノ粒子は,水媒介コーティングにおける拡散混合と凝結遅延を大幅に改善することができます.
- アンモニアのような揮発性塩基の使用は,シネージ効果をもたらし,フィルムの特性をさらに最適化することができます.
