概要
ウレタンメタクリレート（アクリレート）は様々な用途に使用されるUV硬化型樹脂であり、一般的にはイソシアネートとポリオールからなるウレタン結合と複数のメタクリル基（アクリル基）を有します。設計の自由度が高く、原料の組み合わせにより物性や用途が大きく変わるため、原料の解析は重要です。ウレタンメタクリレート系接着剤について、MALDI-TOF/MSにより解析した例をご紹介します。
分析方法
市販のウレタンメタクリレート系接着剤をマトリックス及びイオン化助剤と混合し、試料プレート上に滴下・乾燥させてMALDI-TOF/MS測定に供しました。（MALDI-TOF/MSの測定原理は技術レポートNo. A2201参照）
結果
測定した接着剤のMSスペクトルを図1に示します。図1では、m/z 561を起点としてm/z 224間隔のイオンが検出されました（●）。イオンの間隔から、ウレタンの原料であるMDIの繰り返し構造であることが分かり、末端構造（+付加イオン）（=R+R’+Na）はm/z 337と推測されました。また、m/z 440付近にはm/z 44間隔のポリエチレンオキサイド構造を有するメタクリレートと推定されるイオンが検出されました（▲）。
MS/MS測定では特定のイオンを選択し、フラグメントイオンを得ることができます。図2では更なる構造情報を得るため、m/z 561及び m/z 785をプリカーサーイオンとしたMS/MSスペクトルを測定しました。その結果、複数のフラグメントイオンが検出されました。
図2にて得られたフラグメントイオンから推測される構造を図3に示します。ウレタン結合やエステル結合は開裂しやすく、フラグメントイオンとして検出されやすい構造です。m/z 127のフラグメントイオンはC7H11O2であると考えられ、メタクリル酸ヒドロキシプロピルであることが推測されました。その他のフラグメントイオンに関しても、図3 に示すような開裂で説明が可能です。従いまして、この接着剤に含まれるウレタンメタクリレート成分はメタクリル酸ヒドロキシプロピルとMDI由来であると推定されました。
まとめ
ウレタンメタクリレート系接着剤をMALDI-TOF/MS解析およびMS/MS解析することで、繰り返し単位、末端構造を推定できました。このように、MALDI-TOF/MS解析およびMS/MS解析によってオリゴマー成分の構造を解析することができます。
