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Controlled Radical Polymerization in Reaction Field with Hydrogen Bond

Research Project

Project/Area Number 16K05791
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

Sugihara Shinji  福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (70377472)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords水素結合 / ラジカル重合 / 精密重合 / RAFT重合 / ビニルエーテル / 温度応答性 / 重合誘起自己組織化 / 高分子合成 / 反応場
Outline of Final Research Achievements

It is believed and demonstrated that vinyl ethers cannot be inherently homopolymerized via the (controlled) radical mechanism. Thus, novel controlled radical polymerization of vinyl ether was conducted in reaction field with hydrogen bond. Firstly, effects of alkaline water and comonomers on the free radical polymerization using 2-hydroxyethyl vinyl ether (HEVE) were investigated . The free radical polymerization of HEVE at 40-60 wt% in water (pH >7) proceeded with complete monomer conversion. The copolymerizations of HEVE with other vinyl ethers also proceeded smoothly. In each case, the primary key to success in the copolymerization is proper hydrogen bonding between the vinyl ether oxygen and hydroxyl group in the pendant or non-acidic water as a solvent. Using the resulting copolymers, we demonstrated the free radical polymerization of vinyl ether without hydroxy groups in water with LiOH.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

「高分子」を新たに合成する方法を見い出すことは,新しいマテリアル創出の第一歩である。特に,全世界で生産される高分子の50%以上は,対応するビニルモノマーのラジカル重合で合成されている。そのような背景を鑑みると,これまでにラジカル単独重合が不可能と言われてきたモノマーの中の一つである「ビニルエーテル」ポリマーに着目し,そのラジカル単独重合に成功した本研究結果は,学術的意義が高いと言える。また,この成果は,従来の工業的なインフラを変更することなく高分子を合成できる点で,社会的意義も大きい。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Synthesis and Nano-object Assembly of Biomimetic Block Copolymers for Catalytic Silver Nanoparticles2018

    • Author(s)
      Sugihara Shinji、Sudo Masahiro、Maeda Yasushi
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 35 Issue: 5 Pages: 1346-1356

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b01558

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    • Author(s)
      Sugihara Shinji、Sakamoto Yoshihiro、Nakayama Masakazu、Michishita Keigo、Maeda Yasushi
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 154 Pages: 153-163

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2018.09.002

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  • [Journal Article] Synthesis of Various Poly(2-hydroxyethyl vinyl ether)-Stabilized Latex Particles via Surfactant-Free Emulsion Polymerization in Water2018

    • Author(s)
      Sugihara Shinji、Sudo Masahiro、Hirogaki Kazumasa、Irie Satoshi、Maeda Yasushi
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 51 Issue: 4 Pages: 1260-1271

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.7b02417

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    • Author(s)
      Sugihara Shinji、Yoshida Ayano、Fujita Satoshi、Maeda Yasushi
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 50 Issue: 21 Pages: 8346-8356

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.7b02084

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    • Author(s)
      Mugen Yamawaki, Akari Ukai, Yuki Kamiya, Shinji Sugihara, Miku Sakai, Yasuharu Yoshimi
    • Journal Title

      ACS Macro Letter

      Volume: 6 Issue: 4 Pages: 381-385

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.7b00193

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    • Author(s)
      Shinji Sugihara, Seiya Okubo, Yasushi Maeda
    • Journal Title

      Polym. Chem.

      Volume: 7 Issue: 44 Pages: 6854-6863

    • DOI

      10.1039/c6py01684g

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      第67回高分子学会北陸支部研究発表会
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      慶応義塾大学 日吉キャンパス
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      Shinji Sugihara
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      神戸国際会議場・展示場
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    • Publisher
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    • Inventor(s)
      杉原 伸治,遠藤 雅大
    • Industrial Property Rights Holder
      杉原 伸治,遠藤 雅大
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-137969
    • Filing Date
      2018
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    • Industrial Property Rights Holder
      杉原伸治,西浦崇雄,藤浦健斗
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-003278
    • Filing Date
      2017
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URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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