NMRと多変量解析によるMBS樹脂の組成分析（1）

架橋高分子は溶媒に溶けませんが，架橋密度や分子構造によっては溶媒に膨潤させることができます。このような試料には，試料を重溶媒に膨潤させ，マジックアングルスピニング（MAS）を用いてNMR測定（以下ゲルNMR測定）することで，高分解能な¹H, ¹³C NMRスペクトルを得ることができます。さらに多変量解析（主成分分析）を組み合わせることで，複雑なNMRスペクトル間の比較が容易になります。今回は仕込みモノマー組成が既知であるMBS樹脂のゲル¹³C NMRを行い，得られた¹³C NMRスペクトルに多変量解析（主成分分析）を適用した事例をご紹介します。

1. 分析試料

MBS樹脂は，メタクリル酸メチル（MMA），ブタジエン（Bd），スチレン（St）からなるコアシェル構造を有する熱可塑性樹脂です。今回は仕込みモノマー組成が既知であるMBS樹脂8点を用いました。

2. 分析方法

試料をVarian社製NANOプローブ用NMR試料管（内容積約40 μL）に入れ，重クロロホルムを加えて膨潤させました。MASを用いて¹H, ¹³C NMR測定しました。得られたNMRスペクトルをバケット積分し，主成分分析に供しました。

3. 結 果

主成分分析により得られたスコアプロット（図1）は，仕込みモノマー組成比のプロット（図2）と対応していることがわかりました。
仕込みモノマー組成との相関を調べたところ，第一主成分はBd組成（C_Bd）からSt組成（C_St）を減じた値（C_Bd - C_St）（mol%）と良い相関（R²=0.989）を示し，第二主成分はMMA組成（C_MMA）（mol%）と良い相関（R²=0.987）を示しました。

この手法はMBS樹脂だけでなく，ABS樹脂や多成分からなる高分子材料への応用も可能と考えられます。

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