Reprogrammable shape memory necklace polymer materials
Project/Area Number |
22H01814
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
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Research Institution | Kumamoto University |
Principal Investigator |
國武 雅司 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 教授 (40205109)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 智 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (80579839)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
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Keywords | 形状記憶ポリマー / 熱可塑性ポリマー / 無機高分子 / 自己修復 / 形状記憶 / シリコーン / POSS |
Outline of Research at the Start |
剛直なかご型シルセスキオキサンと柔軟なシロキサン鎖が交互につながったネックレス型POSS-DMSポリマーは、シリコーン鎖長を変えることで、ハード&ソフトセグメントの微妙なバランスを制御可能であり、ポリマーの一次構造と物性を自由に設計できる。本申請研究では、POSS-DMSポリマー中に物理架橋または可逆性をもった化学架橋部位を導入することで、リプログラム可能な形状記憶ポリマーの創出を目指す。系統的に構造の制御された一群のポリマーを用いて、一次構造と形状記憶特性の相関性を探り、新たなインテリジェント材料の学理を切り開く。
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Outline of Annual Research Achievements |
形状記憶ポリマーは、ガラス転移温度以下で生じたひずみが、ガラス転移温度ではエントロピー弾性によって、架橋時に決定された構造に復帰する。ガラス転移を跨ぐことが、特性を発現させるキーポイントとなるので、ポリマー自身のガラス転移温度の設定は重要である。 プログラマブルな形状記憶ポリマーを実現する為に、ガラス転移温度の設定が自由に行えるPOSS-DMSネックレスポリマーに注目した。これを元に、物理架橋部位としてポリスチレンを両端に導入したブロックポリマーをデザインした。 ブロックポリマーの合成法として、ネックレスポリマーの末端からポリスチレンを原子移動ラジカル重合法でグラフト化することを最初試みたが、うまくいかなかった。そこで戦略を変えて、短いシロキサン鎖の両端にATRP開始基を導入し、ATRPでポリスチレンを導入した後、環状シリコンをモノマーとする開環平衡 重合を行ったところ、最終的に、ガラス転移温度を自由に調整可能なネックレスポリマーの末端にポリスチレンを導入したブロックポリマーの合成に成功した。 熱特性を調べると、ポリスチレンのガラス転移温度以上では、すべての部分が融解するが、ポリスチレンのガラス転移温度以下にするとポリスチレンが凝集して物理架橋部位となり、熱可塑性エラストマーとなることが確認できた。ネックレスポリマー部位のガラス転移温度を跨ぐことで、形状記憶特性を発現できることも確認できた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
熱可塑性形状記憶ポリマーのための、POSS-DMSネックレスポリマーとポリスチレンからなるブロックポリマーの基本的な合成法を確立できた。これから、系統的に一次構造を変えたブロックポリマーを合成し、形状記憶特性を明らかにする。
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Strategy for Future Research Activity |
開発したブロックポリマー合成法に基づき、系統的に一次構造を変えたブロックポリマーを合成する。 またブロックポリマーの熱特性、機械特性、形状記憶特性を調査する。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)