Development of random copolymer creation by controlling anionic copolymerization precisely
| Project/Area Number |
23K21114
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| Project/Area Number (Other) |
21H01936 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
永木 愛一郎 北海道大学, 理学研究院, 教授 (80452275)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
外輪 健一郎 京都大学, 工学研究科, 教授 (00336009)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | フローマイクロリアクター / マイクロプロセスマテリアルインフォマティクス / ランダムコポリマー / 反応速度解析 / フローマイクロ合成 / アニオン重合 / クエンチフロー法 |
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| Outline of Research at the Start |
複数種類のモノマーが導入されたランダムコポリマーは、新規かつ高度な機能を発現する合成高分子として期待される。しかし、既存のバッチ法によるランダム共重合では、ランダムコポリマーの精密合成は困難である。本課題では申請者が独自開発を進めてき たフローマイクロアニオン重合技術を基軸に、未達のランダム共重合の精密制御のための方法論を開発する。アニオンランダム共重合の精密制御のための方法論を構築し、高付加価値な高分子材料創成のための基盤創出を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では高機能化が要求されるランダムコポリマー合成における、フロー精密合成法の開発を行った。特にフローマイクロリアクターの高い次回分解能を活用し、すなわち超高速なクエンチフロー法を活用することにより、高速なアニオン重合の速度解析技術の確立を行った。リアクターの形状やその送液方法、混合器の形状等を精査した結果、瞬間的に反応停止が可能な、すなわちフラッシュクエンチフローが可能なフローマイクロリアクターの構築に成功した。このフローマイクロリアクターを、数秒で完結する極めて高速なスチレンのアニオン重合に適用したところ、反応時間を精密に制御することにより、ミリ秒単位の反応時間における反応成績を明らかかにすることができた。開始反応が十分速いこと、重合度によらず成長反応の速度は一定であると仮定し、擬一次反応として反応時間と反応結果をプロットしたところ、本アニオン重合反応の擬一次速度定数を明らかにすることができた。さらに本フラッシュクエンチフロー技術を用い、種々の反応温度におけるアニオン重合の速度解析を行うことにより、スチレンのアニオン重合における活性化エネルギーや反応のギブスエネルギーなど種々の反応パラメータを明らかにすることができた。加えて、置換基を有するスチレンにおいて同様に反応速度解析をおこない擬一次反応速度定数を算出したところ、ハメットのパラメータとよい一致が見られたことからも、本分析により高速なアニオン重合の速度解析が可能であることが支持された。
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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
当初の計画が妥当であり、予定通りに進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
単一重合における高速なアニオン重合の反応速度解析を達成したため、共重合系における反応速度解析と、これによるポリマー構造の可視化検討を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(15 results)
