パラフェニレンジイソシアネート系ポリウレタンの構造と物性

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Title
パラフェニレンジイソシアネート系ポリウレタンの構造と物性及び
その応用
Author(s)
笠崎, 敏明
Citation
(2003-03-31)
Issue Date
2003-03-31
URL
http://hdl.handle.net/10069/6901
Right
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第5章 PPDl系ポリウレタンのアクチュエーター
ヘの応用
5．1 緒言
機能性高分子材料は、外からの刺激、例えば光、熱、電気、圧力
などの種々な刺激が加えられた場合に、その刺激に対して特異的、
選択的に応答して作業を行うことができる材料であり、著者らは、
以前に、温度刺激により、接着と剥離の両機能が可逆的かつ急激に
変化する側鎖結晶性ポリマーを報告している1・2）。
高分子アクチュエーターとは、高分子が、駆動源となる動力シス
テムのことであり、外部の刺激に応答して伸びたり縮んだりする機
能性高分子を利用したものである。産業の種々な方面でロボットが
用いられているが、これらの運動は殆ど電気エネルギーにより駆動
されている。一方、生態系では筋肉に代表されるように化学エネル
ギーが直接力学エネルギーに効率よく変換され運動が行われている。
エネルギーの交換に関しては、熱∼機械（内燃機関、摩擦）、電気∼
機械（モーター、発電機）、光∼電気（太陽電池、放電発光）など、
多くの技術があるが、これらのシステムの中で確立されていない技
術がある。それは、化学エネルギーから機械エネルギーの直接変換
である。この変換系は、生体システムでいえば、高等生物が筋肉を
通じて行っている仕事であり、バクテリアが運動する際のべん毛や
繊毛が果たしている作用である。この変換系の特徴は、他の力学エ
ネルギー変換系に比較して格段に効率が高いことである。例えば、
筋肉のエネルギー交換効率は約60％にも達し、通常の熱機関の約
5∼30％を大きく上回っている。
材料の点で筋肉に近い人工筋肉の研究は高分子ゲルを中心に進め
られている。高分子ゲルは、古くから研究されているが、約20年
前の相転移現象の発見を契機として機能材料への応用が活発である
3）。高分子ゲルの電場下での挙動は、長田らをはじめ多くの研究者
によって広く検討され、さまざまな現象が見いだされている恥6）。
一83一
このうち、アクチュエーターとしての試みは高分子電解質を用いた
ゲルに関するものが殆どである。ポリビニルアルコール（P VA）
とポリアクリル酸のブレンド物からのゲルはゲルフィンガーやゲル
フィッシュとして注目を集めた7∼9）。これはポリアクリル酸のゲル
中でのイオン成分の分布を、直流電場下で非対称に制御することに
より、ゲルの変形が誘起されることを利用したものである。高分子
電解質ゲルは、比較的大きな変形を伴うが、基本的にp Hに依存し
たゲルの膨潤、収縮挙動であるため応答速度が遅い、駆動制御が困
難、発熱、劣化などの問題がある。高分子電解質ゲルとは異なり、
PVAゲルの溶媒である水を高極性溶媒のジメチルスルホキシド
（DMS O）に置換し、直流電場を印可すると高速で収縮する非イ
オン性ゲルが平井らによって見いだされている10・11）。この非イオ
ン性ゲルは、双極子モーメントの大きな非イオン性の溶媒を用いる
ので、電流による発熱が殆どなくなるという優れた特徴を持った事
になる。しかしながら、空気中で駆動させる際にはゲルからの溶媒
の流出があり問題となる。一方、エラストマーは他の材料には見ら
れない伸縮挙動とエントロピー弾性を有し、エラストマーに生体筋
肉と同様に外部刺激に応答して伸縮する機能を付与出来れば、これ
までに例を見ない高性能、高出力のアクチュエーターや人工筋肉と
しての応用が考えられる。これまで著者らが研究を進めてきたポリ
ウレタンは、原料のポリオールを始めとする各種原料の選択の自由
度が大きく多種多様な分子設計が出来る材料であり、優れた物性が
得られる。また、ポリウレタンは、ソフトセグメントとハードセグ
メントに相分離した形態を持ち、この構造のそれぞれは、非イオン
性高分子ゲルのゲルの微結晶相（P VA）と溶媒の部分（DMS O）
に対応すると考えると、無溶媒型のアクチュエーターとしての可能
性がある。ここでは、P PD1系ポリウレタンを中心に各種ポリウ
レタンエラストマーを合成し、ポリウレタンにおける電場応答性と
ポリウレタンの分子構造との関係を検討した。
一84一
5．2 実験
5．2．1 原料
ポリオールには、ポリエチレングリコール（PEG，Mn＝19
79；三洋化成工業社製）70重量部とポリプロピレングリコール
（P PG，M n＝2007；三洋化成工業社製）30重量部のブレ
ンド物、ポリ午チレングリコール（P EG，M n＝1979；三洋
化成工業社製）5，0重量部とエチレンオキシドでキャップされたポ
リプロピレングリコール（EO P PG，M n＝2000；三洋化成
工業社製）50重量部のブレンド物、ポリエチレングリコール（P
EG，M n＝2200；三洋化成工業社製）、エチレンオキシドがキ
ャップされたポリプロピレングリコール（E O P PG，M n＝20
00；三洋化成工業社製）、ポリー3一メチルー1，5一ペンタンアジペ
ートポリオール（PMPA，Mn＝2945あるいはMn＝・194
8；クラレ株式会社製）、ポリブチレンアジペートポリオール（P B
A，M n＝2055；日本ポリウレタンエ業社製）、ポリエチレンア
ジペートポリオール（PEA，Mn＝3002あるいはMn＝20
22；日本ポリウレタンエ業社製）、ポリカプロラクトンポリオール
（PC L，M n＝1996；ダイセル化学工業社製）、ポリβ一メチ
ルーδ一バレロラクトンジオール（PMV L，Mn＝1042あるい
はM n＝1510；クラレ株式会社製）の12種類を使用した。イ
ソシアネートには、パラフェニレンジイソシアネート（P PD I）、
4，4’一ジフェニルメタンジイソシアネート（MD l）、トリレンジ
イソシアネート（T D l）を使用した。鎖延長剤には、2，2’，3，3’一
テトラクロロー4，4’一ジアミノジフェニルメタン（TCDAM）、1，
1，1一トリメチロールプロパン（TM P）、1，4一ブタンジ才一ル（1，
4−B D）、1，3一ブタンジオール（1，3−B D）、平均分子量が99
3のポリエチレンアジペートポリオール（P EA1000）を使用
した。使用した原料の構造をTable23に示す。
一85一
Table23 Materialsusedtnthesynthesisof七hepolyurethIme魚mulations・
Mate虚冠s
Paraphenジene
Chemi￠a甘or『η口la
Abbrev葬ation
PPDl・
Molecular weight
く｝N6・
160
d而socyanate
4，4，一dipbeny匪methane
diiSocyaηat母
MPi
下olylene
TDl
㏄硬｝H《〉・C・
。CN《叉畿。
250
174
diisocyanate
ノ
α α α 一’Cl
2，2’73，3’一tetrすchchlo4，4f−
diaminophen）4metりane
TCDAM
H・く｝CH⇔NHl
336
Cl Cl
3，31diOhbro，4，41diamino
diphenylmethane
1，1，掘s（hydro加etゾ）
propane
Pdyethゾene
glycol
Pρlypropyler、e
gIyqol
MOCA
悔く｝6・｛〉N・・
♀H20H
TMP．
CH3−CH2？亨一CH20H
PEG
モc←』一GH2り七
PPG
267
134
CH20H
てCH・葉黙
CH3 0 0
畷。一（CHガ2−6恥（CHψ2−9一』2）漸。一（CH爽マH3
Poly（3−methゾpentamethylene
adipate）glycol
PMPA
GH3 0 0 ／CH
畷。一（CHθ2−6HCH2）2一。一と一陶‘己士。一｛qH2〉琴
o o
峠。一（qH2，2｛》一る一｛CH2）rとや＼
Polyethylene adipate
pclyol
PEム
O O 一くCH2｝2
峠。一（CHρ2一。一と一くCH麟却！
峠。F（c賜r。一建一（嚇2売6＼
Pplybu｝ene adipate
一〇〇（CH2）2
PBA
晦（噺。↓（9H2｝‘δ和／
Poly￠aprdactone polyol
PCL
咲。一《CH2）諾やr｛CH』2一。モと一（CHづ計。素H
Poly（β，methyl一δ一
PMVL
polyol
〇一〇
ValerOlaCtOne）glyCOl
C馬 O O ？H3
日モ。一陶1一繭嘩丁と沁。一（CH」ゴQモε一CH2−qH誘CH2峨H
一86一
Table24 Compositons of polyurethane elastoIτ真ers．
Polyol・
−∴つ制つ﹂
PEG2000：PPG2000＝：7：3
PEG2000：EO・capped PPG
PEG2200
o刈ー
Io
EO−capped PPG
PMPA3000
PMPA3000
PMPA2000
PMPA2000
PBA2000
PMPA3000
PEA3000
PEA2000
PCL2（X）O
PCL2000
↓ー⊥−
6ワ’
PMVL1000
PMVL1500
MolarraUo
a）
P6101：Diis㏄anate：Cha、in extenderκ
TCPAM
TCDAM
TMP
TMP
MOCA
TMP
ハ4b）
4．95：10：4．75
2．02
1．03
510110：4，61
2．00
1．04
5，0：10：3，55
2．00
1．17
1．2−PD
5．01：10：4．10
2．00
1．10
1．4BDITMP
4．99：10：0．91：2．29
2．oo
1．22
，L4PDITMP
4．98；IO：2．04：2．30
2．01
1．07
TMP
5．01：10：4．07
2．00
L10
1．3−BD
5，01：10：4．22
2．00
1．08
l．3−BD11．4−BD
5．Ol：10：3．11：1．11
2．00
1．22
L4−BD
5．0：10：3．33
2．00
1．20
L4BDITMP
4．98：10こ1．25：2．45
2．01
1．15
PEA1000
1，2−PD11．4−BD
’TMP
012345
PEG2200
Diis㏄yanate Ch樋n extender
エエヱエェエエエエエ
認
認器圃階認，橿㎜㎜講
Sample No．
a）一κ＝（m・les・fNCOgr・u卵s・fd茸s㏄y㎜ate）ノ（m。1es。fOHgr。騨。f朗merglyc。1）
b）躍＝（m・les・fNCOgr・upes・f4iis㏄yanate）1（m・les・ft。訟10H副NHgr。u即s・fmlymerglyc・1anddiamine）
5．2．2 合成
これらの原料を使用し、配合比をイソシアネート＝ポリオール＝・
2：1としてプレポリマー法で合成した。減圧下115℃で2時間
脱水乾燥したポリオールを70。Cに冷却した後、ジイソシアネート
を添加し、85。Cで2時間反応させ、イソシアネート末端プレポリ
マーを合成した。次にこのプレポリマーを減圧下で脱泡した後、鎖
伸長剤を加え、撹拝し、あらかじめ110◎Cに加温しておいた金型
に注型し、110◎Cで10時間硬化させた。合成したポリウレタン
の配合をTable24に示す。
5．2．3 ポリウレタンの特徴
合成された種々のポリウレタンは、比較的複雑な組成からなるも
のが多く、これらの組成比と試料番号については、TabIe24に示し
ているが、これらのポリウレタンの特徴を以下に示す。
No、1PPDI／PEG2000／PPG2000／TCDAM
P EGは、M nが1000を越えると室温で固化する結晶性
のあるポリオールであり、P PGは、側鎖メチル基の導入によ
り、結晶化が阻害され室温では、液状のポリオールである。ソ
フトセグメントに使用しているポリオールこれらのブレンド物
である。T C DAMは、C l基の導入されたバルキーなジアミ
ン系の鎖延長剤である。本研究で述べているように、P P D I
のハードセグメントは強い凝集力を持つ。
No．2PPDl／PEG2000／EOPPG2000／TCDAM
ソフトセグメントは、PEGとEOPPGとのブレンド物で
あり、No．1とよく似た特徴であるが、ブレンド比率が異なる。
No、3PPDI／PEG2200／TMP
ソフトセグメントは、P EGであり、No．1及びNo、2と同様
にポリエーテル系である。鎖延長剤として、トリオールである
TM Pを使用し、凝集力を低下させた。
No．4MDl／PEG2200／TMP
ジイソシアネートとして、No．3のP P D1に代わりMD l
一88一
を使用した。その他は同じであり、これにより、ハードセグメ
ントの凝集力を低下させた。
No、5TDl／EOPPG／MOCA
ソフトセグメントは、ポリエーテル系であるE O P PGを使
用した。ハードセグメントは、工業用として汎用であるT D I、
MOCAを使用した。
No．6MDl／PMPA3000／TMP
No．3のポリオールをポリエーテル系からポリエステル系に変
えた。PM PAは、側鎖にメチル基を持つ結晶性の低いポリエ
ステル系ポリオールである。
No．7MDI／PMPA3000／PEA1000
No．6の鎖延長剤をトリオールであるTM Pから高分子量であ
るポリエステル系ジオールPEA1000に変えた。
No．8PPDl／PMPA2000／1，2−PD／1，4−BD
イソシアネートとしてP P D lを使用し、ソフトセグメント
はポリエステル系のPM PAである。鎖延長剤は、1，4−BDと
側鎖のある短鎖ジオールである1，2−PDの混合物を使用した。
No．9PPDl／PMPA2000／1，2−PD
No．6の鎖延長剤を1，2−P Dと1，4−B Dのブレンド物から1，2
−PDに変えた。側鎖のある短鎖ジオールのみを使用することに
より、ハードセグメントの凝集力を低下させた。
No．10PPDl／PBA2000／1，4−BD／TMP
ソフトセグメントは、室温で固化する結晶性のあるポリエス
テル系ポリ才一ルであるP BAを使用した。鎖延長剤に一部に
トリオールであるTM Pを使用した。
No．11PPDl／PMPA3000／1，2−PD／TMP
ソフトセグメントは、結晶性の低いポリエステル系ポリオー
ルであるPM PAを使用した。鎖延長剤は1，2−PDとTM Pの
ブレンド物を使用し、ハードセグメントの凝集力を低下させた。
No．12TDl／PMPA3000／TMP
No．6のイソシアネートをMD IからTD lに変えた。
一89一
No」13TDl／PEA2000／TMP
No、12のポリオールをPMPAからPEAに変えた。ソフトセ
グメントは、側鎖メチル基を持つ結晶性の低いポリエステル系
ポリオールから結晶性の高いポリエステル系ポリオールとした。
No．14PPDl／PCL2000／1。3−BD
ソフトセグメントは、結晶性の高いカプロラクトン系ポリオ
ールを使用した。鎖延長剤は、1，3−BDを使用し、ハードセ
グメントの凝集力を低下させた。
No．15PPDI／PCL2000／1，3−BD／1，4−BD
No．14の鎖延長剤を1，3−B Dから1，3−BDと1，4−B Dのブレ
ンド物に変えた。側鎖のある短鎖ジオールに1，4−BDを加える
ことにより、ハードセグメントの凝集力を増加させた。
No．16 PPD l／PMVL1000／1，4−BD
ソフトセグメントは、PM PAと同様に側鎖にメチル基を持
ポリエステル系ポリオールであるPMV Lを使用した。鎖延長
剤は、一般的な1，4−B Dを使用した。’
No．17PPDI／PMVL1500／1，4−BD／TMP
No．16のポリオールの分子量を増加させた。鎖延長剤を1，4−
B Dから1，4−B DとTM Pのブレンド物に変えることにより、
ハードセグメントの凝集力を低下させた。
5．2．4 試験及び測定
1）電場による駆動
ポリウレタンシートを20㎜×20mm×2㎜に切り出し、両側に真鍮
電極を装着し、直流安定化電源（Atto Corporation V−C StabH izer
SJ−1061）でウレタンシートの厚さ方向に直流電圧を印加した・電樫
の一方には、反射板を置き、この動きをレーザー変位センサー
（KEYENCE LB−02）により室温で測定した。直流電場は、最大100
0vを印加した。装置をFig．42に示す。
2）弾性率
圧縮弾性率を粘弾性測定装置（MAC science Co TMA4000）を使
用し室温で測定した9測皐条件は、周期4S、振幅荷重10±59とし
、た。測定開始から300秒間の平均値を弾性率とした6
3）電気容量
ポリウレタンシートを20㎜×20mm×2㎜に切り出し、両側に真鍮．
電極を装着し、L CRテスタ（HlOKI3520）で、室温における40
0H z∼100k H zの電気容量及び損失係数を測定した．測定に
は1、OVの電圧を印加した。誘電率は、ポリウレタンシートの面積と
厚みの補正を行うため、以下の式より算出した。
ε＝C d／Sεo （ε＝誘電率、ε。＝真空の誘電率、
C：測定した電気容量、d＝厚み、S置面積）
4）電圧印加電流
ポリウレタンシートを20㎜×20mm×2mmに切り出し、両側に真鍮
電極を装着し、デジタル超高抵抗／微少電流測定装置（ADVANTEST
R8340A）』で、電圧印加のもと、電流値の経時変化を測定した。測定
は室温、電位差100Vで行った。
Amp．呵t
、Laser beam
Electrodes
ReCQrd6r
FReflected beam
Sample・
D．C．Stab“izer
V
Fi替42 The apparatus fbrmeasu』rementofthe stτa血induced．
by electric五eld．
一91一
’
ノ
5．3 結果及び考察
5．3．1 電場による駆動及び誘電率、発生応力
各桓ポリーウレタン試料の誘電率、弾性率、収縮率、発生応力をTable
25に示す。
Table25 The effbct ofstruct皿e on the polyurethane elastomerproP6rties・
Sample N9・
ε
1111﹂ー111
†2345678901234567
13．9
12．3
Elasti6modulus
（MPa）
0．84
Strain（％）of
40qkVlm ’
0．01
Generated stre3s
（kPa）
0．0
0．0
010
0．0・
0．0
1．45辱
0．0
0．0
0．0
8．0
1．07
1．20
0．0
8．1
1．53・
6．4
1．59
1．37
3．1．
3．3，
7．7
8．4
9．1
1．24
・0．56
1、15
1．05
9．7
0．88・
6．9
1．21
1．81
7．8
2．6
8．6
0．22
0．59
，1．53
7；7
6．6
0．11
1．28
0．75
1．3
−3．3
9．4
0．71
9．7
0．50
1．34
7．7
15．4
0、0
0．0
0．02
0．87
0、73
0．20
0．2
0．51一
10．5
13．2
含．4
3．8一
誘電率では、P EGとP PGとのブレンド物であるNo・1とNo・2
のポリウレタンがかなり大きく、ポリエステル系ポリウレタンの多
くは：6∼10の間であった。
1各種ポリウレタン試料に400Vの直流電圧を印加した結果、奎
位の現れない試料と電場方向に対して収縮を示す試料とが観察され
た。ポリエーテル系ポリウレタンであるNo．1・》No．5は、ハードセグ
メント成分であるイソシァネートの違いに関わらず、収縮率が0％
かそれに近い値であつたが、ポリエステル系及びポリカプロラクト
ン系ポリウレタンであるNo．6’》No．17では、殆どの系で応答性が見
ちれ、ソフトセグメント成分の違いにより応答性に差が現れた。
一92一
次に収縮変位（収縮率）は、ポリウレタンの分子構造に影響され
るが、弾性率にも依存すると考えられるため1試料の400V／㎜にお
ける収縮率と測定された圧縮弾性率の積から発生応力を算出した。
No．1’》No．5のポリエーテル系ポリウレタンの発生応力がいずれも0
であるのに対し、ポリエステル系及びポリカプロラクトン系ポリウ
レタンの中に発生応力の高いものが見られた。
各種ポリウレタンの発生応力と誘電率の関係をFiε．43に示した。
ポリエーテル系ポリウレタンは、誘電率に関係なく電場応答性を示一
さないが、ポリエステル系及びポリカプロラクトン系ポリウレタン
に発生応力の大きいものが観察された。
ポリエステル系及びポリカプロラクトン系ポリウレタンで電場応
答性を示すものが多いことより、カルボ；ル基の双極子モーメント
が電場応答性に寄与していると考えられる。
20
↓ー・﹁﹂■，
5 0 、5
□
口
o O
oo
︵応隻︶ωのΦ﹂誘でΦ蓮Φに⑪O
O
□
□
0
2
4 ’6 8 10 12 14
Rela‡ive dieleCtric CoOStant εr
Fig，43 Relation between generated stress and relative（五electric
constant
▲；polyether tM）e，O；polyester tM》e，□；polylactone type．
一93一
5．3．2 ポリエステル系ポリウレタンの電場による駆動
各種ポリウレタン試料1；0∼1000Vの直流電圧を甲可した結果・応
答性の発現の有無が確認された。電場電圧印加方向に対して顕著に
収縮変位が観察されたポリエステル系ポリウレタン（No・1召＝PPDl／
PCL／1，3BD）の駆動曲線をFig』44に示す。これを見ると、ポリエスー
テル系ポリウレタンは（No．14）、電圧印加に鋭敏に応答し、約0．
5∼1秒で平衡に達した。電場を切ると初期の試料厚みに回復した。
これらφ収縮・回復過程は繰り返しの電圧印加に対しても安定して
観測された。
驚場の強度に対する収縮率の依存性をFig・45に示した。電場強度
はく0’》500V／mmまで変化させた。300V／㎜以上の電場強度では駆動
が飽和する傾向が観察された・200V／㎜までの低電場域で収縮率を電．
場強度の2次に対してプロットするとFig．46に示すような比例関係’
が得られた。
︵Eミ︶⊆田﹄あ
0
4
8
12
、
16
0 15 30 45 ’60 75
Time（sec）’
Fig」44 The actionof七he elastomerinducedby・electricfield．
Sample：No．14
一94一
ノ
25 .
20
E:i i5
c
cc
10
cr)
5
o
250 500
O
-500 -25･O
Eiectric field (Vlmm) '
Fig.45
Typical strain ofthe elastomer induced by electric field.
Sample:N0.14
0.6
0.5
0.4
'
OO
, .
c
o
0.3
' cc.,L
4J
CD
0.2-
0.1
o
O
5 10 15 20 25. 30
35
Square of vQltage (V2) x I O -3
Fig. 46
Dependence between square of voltage and strain.
Sam ple:No. 14
- 95 -
5．3．3 電圧印加における電流値
ポリエーテル系ポリウレタン及びポリエステル系ポリウレタンの
直流100v印加における電流値を測定し、充放電過程をFig．47−1，
Fig、47−2に示した。ソフトセグメント成分がP EGから成るポリエ
ーテル系ポリウレタン（No．3）では、100V印加開始により、約
40nAの電流が流れるが、後に示すポリエステル系ポリウレタン
に見られるような充放電電流の経時変化は見られず、荷電し難いこ
とが示された。同じP EG系ポリウレタンであるNO．4に関しても電
流値が経時的に変化する傾向は見られない。ポリエステル系ポリウ
レタン（No．11）では、電圧印加と同時に電流値はピークを示し、1
90n A程度の電流が一瞬流れる。ここでは試料への電荷が蓄積さ
れていく過程を示していると考えられる。その後電流値は減少し1
秒以内で変化が無くなり約150n Aの暗電流の状態となる。電圧
を切ると、試料には逆電流が流れ、1秒以内で電流値は0となる。
これは、試料に充電された電荷の放電過程を見ていると考えられる。
ソフトセグメント成分がPCLから成るポリエステル系ポリウレタ
ン（No．14）に関しても同様な充放電電流の経時変化が見られた。
5．3，．4 駆動曲線と電流値の経時変化
充放電電流変化の大きいポリエステル系ポリウレタン
（No．11，No．14）は、電場による駆動量が大きく、直流の電気容量と
駆動量との間には、交流下の電気容量測定の結果では見られなかっ
た依存関係があると示唆される。ソフトセグメントの成分が駆動を
影響する要因であると考えられる。ポリエステル系ポリウレタン
（No．11）に関して、駆動曲線と電流値の経時変化の関係をFig．48
に示した。駆動量の経時変化（Fig．48（a））と、電流値の経時変化
（Fig．48（b））とをプロットし求めた。ほぼ直線に乗ることよりポ
リエステル系ポリウレタンの充電の過程と電場による収縮過程に対
応関係があることがわかった。
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5．4 結語
本研究は、ポリウレタンエラストマーの電場応答性とポリウレタ
ンの分子構造との関係を検討した。どのような構造を持つポリウレ
タンエラストマーが電場に応答するのかを検討するため、各種ポリ
ウレタンを合成し、そのポリウレタンの電場応答性、誘電率測定、
電場印可電流測定を行った。その結果以下に示す結論を得た。
（1）ソフトセグメントにカルボニル基を有するポリエステル系
ポリウレタンは、電場に鋭敏に応答し、ポリエーテル系ウレ
レタンは応答性を示・さなかった。
（2）ポリエステル系ポリウレタンは、電圧印加方向に対して、
収縮変位が観測され、約1秒で平衡に達し、これらの収縮・
回復過程は繰り返しの電圧印加に対しても安定であった。
（3）充放電過程では、ポリエーテル系ポリウレタンは、充放電
電流の経時変化は見られず、荷電し難いことが示された。
ポリエステル系ポリウレタンは、充放電電流の経時変化が見
られた。
（4）ポリエステル系ポリウレタンは、充電過程と収縮過程に対
応関係があることがわかった。
（5）ポリウレタンに電圧印加すると、カルボニ・ル基の双極子が
配向し、電荷の蓄積が起こり、これにより収縮駆動を促進す
ると示唆された。
以上の結果、ポリウレタンが電場により、電場方向に収縮すると
いうこれまでに報告されていない新規な現象であり、本件の現象は、
人工筋肉素材への可能性を示唆した。
一100一
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