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Development of high performance adhesives composed of rigid and flexible siloxane polymers containing catechol structures

Research Project

Project/Area Number 19H02781
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 35020:Polymer materials-related
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

Kaneko Yoshiro  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (80404474)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2019: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Keywords接着剤 / カテコール / ポリシルセスキオキサン / ポリシロキサン / ハイブリッド
Outline of Research at the Start

1つの部材に複数の素材を組み合わせて適材適所に用いる“マルチマテリアル化”が、特に自動車産業を中心に注目され、その必要性が高まっている。このマルチマテリアル化を達成するためには、異種材料を強力に接着でき耐候性に優れる接着剤の開発が重要であるが、未だに接着材料に対する信頼性は低いのが現状である。
そこで本研究課題では、様々な材料に対して強力な接着特性を示し、耐候性・耐UV性・耐熱性に優れ、温度変化による歪みを緩和できる「カテコール構造を含む剛柔構造シロキサンポリマーベース接着剤」の開発を目的とする。

Outline of Final Research Achievements

The objective of this research is to develop strong adhesives capable of adhering between dissimilar materials by introducing catechol components into the side chains of ladder-like polysilsesquioxane (PSQ) and linear polysiloxane (PS), which are siloxane-bonded framework polymers with excellent weather resistance, heat resistance, and flexibility. In particular, the adhesives in which the catechol component was introduced into the linear PS exhibited strong adhesion to tensile shear in adhesion of metals such as aluminum. Furthermore, in the adhesion between dissimilar materials such as aluminum and stainless steel, they did not peel off even when the temperature was changed, i.e., they also functioned as adhesives for dissimilar materials.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

異種材料に対する接着剤においては、温度変化によって生じる歪みによる応力を緩和する必要があるため、接着剤を構成するポリマー中に柔軟な構造を組み込まなければならない。一方で、構造用接着剤においては、接着剤自体の強度も重要であるが、柔軟な構造のポリマーはこの点で問題となる。本研究で開発されたカテコール成分含有シロキサンポリマーは、このトレードオフの関係にあった課題を解決する接着剤として、自動車産業等への応用が期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Presentation] カテコール成分含有POSS-シリコーン共重合体の創製および接着特性2021

    • Author(s)
      内田陽介、明田隆、小材利之、中川秀夫、金子芳郎
    • Organizer
      第25回ケイ素化学協会シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] カテコール成分含有シリコーンの創製および接着特性2021

    • Author(s)
      金子芳郎、大城章瑚、明田隆、小材利之、中川秀夫
    • Organizer
      第40回無機高分子研究討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] カテコール成分を含むPOSSとジメチルシロキサン鎖からなるポリマーの創製と接着特性2021

    • Author(s)
      内田陽介、明田隆、小材利之、中川秀夫、金子芳郎
    • Organizer
      第40回無機高分子研究討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 剛柔成分からなるカテコール系シロキサンポリマーの創製と接着特性2021

    • Author(s)
      内田陽介、明田隆、小材利之、中川秀夫、金子芳郎
    • Organizer
      九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of catechol-functionalized siloxane polymers composed of POSS and dimethylsiloxane chain and their adhesive property2021

    • Author(s)
      Yosuke Uchida and Yoshiro Kaneko
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カテコール成分含有シロキサンポリマー接着剤の創製2020

    • Author(s)
      大城章瑚、金子芳郎
    • Organizer
      第69回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] カテコール成分を含むシロキサンポリマーの創製および金属に対する接着特性2020

    • Author(s)
      大城章瑚、金子芳郎
    • Organizer
      第69回高分子討論会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 多価フェノール成分含有シロキサンポリマーの合成および金属に対する接着特性2020

    • Author(s)
      大城章瑚、金子芳郎
    • Organizer
      第39回無機高分子研究討論会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] シロキサンポリマーへのカテコール成分の導入および金属に対する接着特性評価2020

    • Author(s)
      大城章瑚、金子芳郎
    • Organizer
      2020年日本化学会九州支部秋期研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] POSS連結型ポリマーへのカテコール成分の導入と接着特性2019

    • Author(s)
      大城章瑚、金子芳郎
    • Organizer
      ナノ学会第17回大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] カテコール成分含有POSS連結型ポリマーの合成と接着特性2019

    • Author(s)
      大城章瑚、金子芳郎
    • Organizer
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of POSS-linking polymers containing catechol component and their adhesive properties2019

    • Author(s)
      Shogo Oshiro and Yoshiro Kaneko
    • Organizer
      XX International Sol-Gel Conference
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 構造制御されたイオン性シルセスキオキサンの合成および機能材料へ応用2019

    • Author(s)
      金子芳郎
    • Organizer
      第9回九州若手セラミックフォーラム(KYCF-9)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Preparation and adhesive properties of a POSS-linking polymer containing catechol component in side chains2019

    • Author(s)
      Shogo Oshiro and Yoshiro Kaneko
    • Organizer
      Taiwan-Japan Bilateral Workshop 2019 (2019 TJBW)
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カテコール構造を持つPOSS連結型ポリマーの創製と接着特性2019

    • Author(s)
      大城章瑚、金子芳郎
    • Organizer
      第68回高分子討論会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of a POSS-linking polymer containing catechol component and evaluation of adhesive properties2019

    • Author(s)
      Shogo Oshiro and Yoshiro Kaneko
    • Organizer
      5th NDSU-KU Joint Symposium on Biotechnology, Nanomaterials and Polymers
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カテコール基を側鎖に有するPOSS連結型ポリマーの合成と接着特性2019

    • Author(s)
      大城章瑚、金子芳郎
    • Organizer
      第23回ケイ素化学協会シンポジウム
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] カテコール構造含有POSS連結型ポリマーの創製と接着特性の評価2019

    • Author(s)
      大城章瑚、金子芳郎
    • Organizer
      九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン性シルセスキオキサン:合成、構造制御、機能化およびハイブリッド化2019

    • Author(s)
      金子芳郎
    • Organizer
      第170回東海高分子研究会講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 鹿児島大学 金子芳郎研究室

    • URL

      https://yoshiro-kaneko-lab.jimdo.com/

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ポリシロキサン組成物、接着剤、及びポリシロキサン組成物の製造方法2021

    • Inventor(s)
      金子芳郎、中川秀夫、小材利之、明田隆
    • Industrial Property Rights Holder
      金子芳郎、中川秀夫、小材利之、明田隆
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ポリシロキサン組成物、接着剤、及びポリシロキサン組成物の製造方法2021

    • Inventor(s)
      金子芳郎、中川秀夫、小材利之、明田隆
    • Industrial Property Rights Holder
      金子芳郎、中川秀夫、小材利之、明田隆
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ラダー状ポリシルセスキオキサン、直鎖状ポリシロキサン、接着剤、ラダー状ポリシルセスキオキサンの製造方法及び直鎖状ポリシロキサンの製造方法2020

    • Inventor(s)
      金子芳郎
    • Industrial Property Rights Holder
      金子芳郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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