| Project/Area Number |
20J11414
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
間藤 芳允 北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 多環状ポリマー / ポリカプロラクトン / スライドリング架橋 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、環状分子が直鎖状高分子上を自在に移動できるスライドリング(SR)マテリアルが優れたエラストマーとして注目されている。しかしながら、特定の環状分子と直鎖状高分子の組み合わせに依存するため、より普遍的に優れた物性を実現する手法の開発が求められている。そこで本研究では、環状分子として多環状構造を有するポリマーに着目し、多様なポリマー種でSR架橋を形成する方法論の確立および超弾性材料への応用を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、多環状/直鎖状ポリマー混合系による新規スライドリング架橋法の開発である。これを達成するため、本年度は多環状ポリマーの新規合成手法の確立および多環状ポリマーの直鎖状ポリマーへの添加効果の調査を行った。
当該年度もモデルポリマーとしてポリカプロラクトンを採用し、側鎖にかご型構造を有するグラフト型ポリマーの新規合成法の新規合成法を検討した。ここでは、各末端に重合性基を備えた星型ポリマーをマクロモノマーとして環化重合（分子内環化と分子間成長の繰り返し反応）させることが可能となれば、目的のポリマーが得られると着想した。実際に、最適化された大希釈条件では構造明確な目的ポリマーが得られることを確認した。また、環サイズや環状ユニット数が異なる一連のポリマーを用いて系統的な物性評価も行ったところ、多環状構造は溶液および固体物性に影響を与えることも明らかにした。
次に、「多環状ポリマーの直鎖状ポリマーへの添加効果」を調査した。当該年度は、少量の多環状ポリマー存在下でモノマーを重合させることで、多環状鎖が幹ポリマーにトラップされたネットワーク構造からなるエラストマーの合成を目指した。具体的には、約7つの環を有する多環状ポリジメチルシロキサン（PDMS, 環状ユニットの数平均分子量=11000）存在下で、光開始剤および架橋剤を用いたブチルアクリレートの光開始ラジカル重合を行い、多環状PDMS混合エラストマーを調製した。得られたエラストマーの引張試験を行い力学特性を評価した結果、多環状PDMS混合エラストマーはPDMS無添加のサンプルと比較して、破断応力や靭性が顕著に増加（それぞれ 50% および 20%）したことが判明した。このことから、多環状PDMS混合エラストマー中では多環状鎖に幹鎖が貫入したロタキサン構造が形成されたことが示唆され、添加効果を明らかにできた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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