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末端官能基化高分子を利用した構造特異性高分子の精密設計と分子鎖形態に関する研究

Research Project

Project/Area Number 14J09664
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

齋藤 悠太  山形大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordsロッドブラシ / 分子鎖形態 / 主鎖剛直性 / マクロモノマー / ブラシポリマー / スペーサー / 側鎖重合度依存性 / ポリ(n-ヘキシルイソシアネート) / 希薄溶液物性 / ポリ(nーヘキシルイソシアナート) / SEC-MALS / 小角X線散乱
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ロッドブラシの立体配座特性に及ぼす根本因子を徹底的に解明することを目的としている。ポリスチレン主鎖のロッドブラシの主鎖の剛直性は、同じ側鎖長において柔軟な側鎖を有するブラシポリマー(フレキシブルブラシ)と比較して大きいこと、主鎖剛直性が側鎖重合度の1乗に比例して増加すること (フレキシブルブラシは側鎖重合度の2乗で増加) が明らかとなっている。本研究では、ロットブラシの分子鎖形態に及ぼす主鎖の一次構造、末端の構造、主鎖と側鎖の間の柔軟鎖の導入による影響について詳細かつ系統的な研究を行い、以下の知見を得た。
1. ロッドブラシの主鎖をポリスチレンからポリメタクリレート主鎖に変化させることで、主鎖剛直性が著しく大きくなることがわかった。
2. ポリアクリレート主鎖のロッドブラシを合成し、主鎖近傍のメチル基の影響について検討した。α-メチル基の有無は、重合性には著しい変化を与えたが、分子鎖形態にはほとんど影響を及ぼさないことがわかった。
3. 側鎖の間の柔軟鎖の影響について検討を行った。柔軟鎖としてオキシエチレン鎖(EOm)を用いて、m = 2, 4.5, 8の異なるロッドブラシを合成し、単独重合することで分子鎖形態評価に適したロッドブラシを合成することができた。主鎖と側鎖の柔軟スペーサーの影響は、それほど顕著では無いことがわかった。
4. ロットブラシにおける主鎖剛直性は、これまでに合成したロッドブラシは、側鎖の密度と体積を考慮することで規格化できることが明らかとなった。このことから主鎖の一次構造や側鎖の種類によって主鎖の剛直性が変化する原因は、主鎖や側鎖の太さ、側鎖のグラフト間距離が変化するためであることが明らかとなった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Graft Density Dependence of Main Chain Stiffness in Molecular Rod Brushes.2015

    • Author(s)
      Moray Kikuchi, Ryo Nakano, Yuji Jinbo, Yuta Saito, Satoshi Ohno, Daichi Togashi, Kazushi Enomoto, Atsushi Narumi,Osamu Haba, and Seigou Kawaguchi
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 48 Pages: 5878-5886

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radical polymerization of pendant (meth)acrylates on a rigid helical polyisocyanate backbone producing poly(meth)acrylates with "ideally" atactic main chain configuration2015

    • Author(s)
      Atsushi Narumi, Hitomi Baba, Tetsuya Akabane, Yuta Saito, Satoshi Ohno, Daichi Togashi, Kazushi Enomoto, Moriya Kikuchi, Osamu Haba, and Seigou Kawaguchi
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 48 Issue: 11 Pages: 3395-3405

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.5b00771

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Determination of the Chain Stiffness Parameter of Molecular Rod Brushes Consisting of a Polymethacrylate Main Chain and Poly(n-hexyl isocyanate) Side Chains.2015

    • Author(s)
      Yuta Saito, Moriya Kikuchi, Yuji Jinbo, Atsushi Narumi, and Seigou Kawaguchi
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 48 Pages: 8971-8979

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ブラシ状高分子の主鎖剛直性増加の源について2016

    • Author(s)
      菊地 守也, 齋藤 悠太, 鳴海 敦, 川口 正剛
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際展示場 (神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of the Flexible Spacer on Backbone Stiffness of the Rod Brushes2015

    • Author(s)
      Yuta Saito, Moriya Kikuchi, Atsushi Narumi, Seigou Kawaguchi
    • Organizer
      IUPAC 11th International Conference on Advanced Polymer via Macromolecular Engineering (APME2015)
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • Year and Date
      2015-10-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 柔軟スペーサーを有するロッドブラシの合成と希薄溶液物性2015

    • Author(s)
      齋藤悠太、菊地守也、鳴海敦、川口正剛
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • Year and Date
      2015-05-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of the Spacer on the Dilute Solution Properties of the Rod Brushes2014

    • Author(s)
      Yuta Saito, Moriya Kikuchi, Atsushi Narumi, Seigou Kawaguchi
    • Organizer
      The 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2014)
    • Place of Presentation
      Tsukuba International Congress Center(つくば市)
    • Year and Date
      2014-12-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ロッドブラシの精密設計と分子鎖形態2014

    • Author(s)
      齋藤悠太
    • Organizer
      2014高分子学会東北支部研究発表会
    • Place of Presentation
      日本大学工学部(郡山市)
    • Year and Date
      2014-11-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ロッドブラシの溶液性状に及ぼす柔軟スペーサーの効果2014

    • Author(s)
      齋藤悠太、菊地守也、鳴海敦、川口正剛
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎市)
    • Year and Date
      2014-09-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリ(n-ヘキシルイソシアナート)側鎖からなるロッドブラシの合成を溶液性状2014

    • Author(s)
      齋藤悠太、鳴海敦、川口正剛
    • Organizer
      平成26年化学系学協東北大会
    • Place of Presentation
      山形大学工学部(米沢市)
    • Year and Date
      2014-09-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of Primary Structure of Main Chain on the Solution Properties of the Rod Brushes2014

    • Author(s)
      Yuta Saito, Atsushi Narumi, Seigou Kawaguchi
    • Organizer
      ACS 248h American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • Place of Presentation
      San Francisco, CA, USA
    • Year and Date
      2014-08-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of Primary Structure of Main Chain on the Conformational Properties of the Rod Brushes2014

    • Author(s)
      Yuta Saito, Atsushi Narumi, Seigou Kawaguchi
    • Organizer
      MACRO2014
    • Place of Presentation
      Chaingmai International Convention and Exhibition Centre (Chaingmai, Thailand)
    • Year and Date
      2014-07-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ロッドブラシの溶液物性に及ぼすスペーサーの影響2014

    • Author(s)
      齋藤悠太、鳴海敦、川口正剛
    • Organizer
      第63回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2014-05-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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