放射線ラジカル重合による有機ポリマー製モノリスカラムの作製とその評価

Organic polymer-based monolithic columns prepared by radiation-induced polymerization

植木 悠二*; 岩下 義和*; 堀田 弘樹*; 小竹 玉緒*; 角田 欣一*; 梅村 知也*; 片貝 秋雄; 玉田 正男

Ueki, Yuji*; Iwashita, Yoshikazu*; Hotta, Hiroki*; Odake, Tamao*; Tsunoda, Kinichi*; Umemura, Tomonari*; Katakai, Akio; Tamada, Masao

近年、高速・高性能分離を目的とし、数m程度の貫通孔を持った連続多孔質分離媒体(モノリス)を細管内で直接合成し、利用するモノリスカラムの研究が行われている。従来の熱重合法では加熱の均一性や重合開始剤の分散性に問題があり、完全に均質なゲルの作製は困難であった。本研究では、線を用いて細孔径が制御された均質な有機ポリマー製モノリスカラムの作製法の検討を行った。その結果、粒径1m以下の微粒子ポリマー同士が結合したネットワーク構造を有する均質なモノリスゲルを作製することができた。カラム性能に及ぼす吸収線量の影響について検討したところ、吸収線量の増加に伴いカラム性能は低下し、本実験では吸収線量10kGyのものが最も良いカラム性能を示した。次に、カラム性能に及ぼすモノリスゲル濃度の影響について検討したところ、総モノマー濃度を20%、モノマー中の架橋剤割合を25%とした場合、低分子化合物に対して実用的に十分な分離能を有し、かつ圧力損失が低いカラムの作製に成功した。

The studies on monolith columns, which consist of polymer medium with through-pore ( m), have been vigorously performed to aim at rapid and high-resolution separation of organic materials. The monoliths are directly synthesized in fused silica capillaries by thermal polymerization. It is difficult to prepare the homogeneous monoliths by thermal polymerization, because of the heterogeneity of heat transfer and initiator dispersion. In the present paper, polymer monoliths were prepared by -rays irradiation. As a result, homogeneous monoliths, which composed of adhered particulate of polymer 1 m in diameter. The highest separation of the monolith column was obtained at 10 kGy irradiation when the total concentration of monomers and cross-linker were charged at 20 and 25%, respectively.