Chemical modification of a poly(ethylene terephthalate) surface by the selective alkylation of acid salts

カルボン酸塩の選択的アルキル化反応を利用したポリエチレンナフタレート表面の化学修飾

Li, J.; 前川 康成; 八巻 徹也; 吉田 勝

Li, J.; Maekawa, Yasunari; Yamaki, Tetsuya; Yoshida, Masaru

イオン穿孔膜の高機能化のためには、微細孔表面の親水性や電荷量が重要である。そこで、PETイオン穿孔膜微細孔の親水性を制御する目的で、膜表面上のカルボン酸塩の選択的アルキル化による親水性PET膜表面の化学修飾を試みた。KF触媒下、臭化アシルを求電子試薬として用いると、アルキル化反応の進行に伴って膜表面の疎水性が増加した。アルキル化試薬の化学的導入は、フッ素試薬との反応においてフッ素由来のXPSスペクトルから確認できた。蛍光試薬との反応により、表面の励起,発光スペクトルのピーク強度が指数関数的に増加した。このことから、カルボン酸塩のエステル化は、反応後期まで阻害されることなく進行することが示唆された。さらに、アルキル化反応による接触角と蛍光スペクトル変化の比較から、反応の初期に、親水性表面の疎水性が回復していることが明らかとなった。

Chemical modification of the hydrophilic surface of poly(ethylene terephthalate) (PET) was examined by the selective alkylation of the acid salt on the surface using acylbromides as an electrophile with catalytic potassium fluoride. The hydrophobicity of the PET surface increased as the alkylation reaction of the hydrolyzed surface proceeded. The chemical incorporation of the alkylation reagents was confirmed by the fluorine peaks in X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) from the fluorinated reagents. Exponential increases were observed in the emission and excitation intensities of fluorescence spectra during the reaction of the surface with a fluorescent reagent. This indicated the esterification of carboxylic acids on the surface without deterioration of the reactions even at the later stages. The relation between changes in contact angles and the fluorescence spectra revealed that the hydrophobicity of a surface was quickly restored at the beginning of a reaction.