Preparation of polymer gels with novel three dimensional network structures by means of the newly developed Post-Polymerization Crosslinking and clarification of their properties

• Project/Area Number: 24550259
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Polymer/Textile materials
• Research Institution: The University of Shiga Prefecture
• Principal Investigator: Hirokawa Yoshitsugu 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (60436722)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2015: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 高分子 / ゲル / 架橋 / 膨潤度 / 感温性 / 活性エステル / ジビニル / 網目 / 二段階調製法 / 後架橋 / 高分子ゲル / 刺激応答性 / アクチュエーター / 共重合法 / 感温性高分子ゲル / 高速応答性 / ジビニル架橋法

Outline of Final Research Achievements

Polymer gels with novel three dimensional polymer network structures were prepared by Post-Polymerization Crosslinking (PPC), which was newly developed. The PPC consists of two steps. First step is the polymerization process to produce the linear polymer chain embedded with active ester groups as the side chain. Second step is the cross-linking process to form the three dimensional polymer network structures by the cross-linking reaction of the active ester group embedded in the polymer chain.
The polymer gel with novel three dimensional network structures is different from the conventional gels obtained by the copolymerization with small amount of divinyl compound as cross-linker in the sequential structure of monomeric units in the network chain. The novel polymer gels were found to show the distinguishing properties.

Research Products

• [Presentation] Network Architecture of Thermo-responsive Polymer Gel for Application to Actuator (2016)
  • Author(s): Yoshitsugu Hirokawa, Shohei Ida
  • Organizer: EMN Meeting On Hydrogel Materials
  • Place of Presentation: シンガポール
  • Year and Date: 2016-05-09
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 共架橋法による高速温度応答ゲルの合成とアクチュエータへの応用展開 (2016)
  • Author(s): 河端 秀和、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第27回高分子ゲル研究討論会
  • Place of Presentation: 東京大学山上会館
  • Year and Date: 2016-01-18
• [Presentation] 親・疎水性バランス制御による感温性ゲルの創成 (2015)
  • Author(s): 廣川 能嗣、伊田 翔平、河原 徹、谷本 智史
  • Organizer: 第64回高分子討論会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] 共架橋法による感温性ゲルアクチュエータの開発 (2015)
  • Author(s): 河端 秀和、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第64回高分子討論会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] Precision Synthesis of Telechelic PNIPAAm for Design of Homogeneous Gels via End-Crosslinking by Thiol-Ene Reaction (2015)
  • Author(s): Yoshitsugu Hirokawa, Shohei Ida, Masamitsu Yamawaki, Satoshi Tanimoto
  • Organizer: 250th American Chemical Society National Meeting and Exposition
  • Place of Presentation: ボストン（アメリカ合衆国）
  • Year and Date: 2015-08-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Design of Homogeneous PNIPAAm Gels via End-Crosslinking by Thiol-Ene Reaction (2015)
  • Author(s): Yoshitsugu Hirokawa, Shohei Ida, Masamitsu Yamawaki, Satoshi Tanimoto
  • Organizer: International Symposium on Ionic Polymerization (IP’15)
  • Place of Presentation: ボルドー（フランス）
  • Year and Date: 2015-07-05 – 2015-07-10
• [Presentation] Design of Homogeneous PNIPAAm Gels via End-Crosslinking by Thiol-Ene Reaction (2015)
  • Author(s): Yoshitsugu Hirokawa, Shohei Ida, Masamitsu Yamawaki, Satoshi Tanimoto
  • Organizer: International Symposium on Ionic Polymerization (IP’15)
  • Place of Presentation: ボルドー大学（フランス）
  • Year and Date: 2015-07-05
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 感温性ゲルアクチュエータへの利用を目指した高速応答ゲルの共架橋法による合成 (2015)
  • Author(s): 河端 秀和、伊田 翔平、谷本 智史、廣川能嗣
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] 共架橋法により親水性ドメインを導入した感温性ゲルの応答挙動 (2014)
  • Author(s): 河端 秀和、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第63回高分子討論会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] PNIPAAmと親水性高分子の共架橋法による高速温度応答ゲルの合成 (2014)
  • Author(s): 河端 秀和、河原 徹、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第60回高分子研究発表会
  • Place of Presentation: 兵庫県民会館
  • Year and Date: 2014-07-24 – 2014-07-25
• [Presentation] 活性エステル後架橋法を利用した温度応答性ゲルの膨潤特性制御 (2014)
  • Author(s): 伊田 翔平、桂田 章光、河原 徹、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第63回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [Presentation] 共架橋法による網目鎖の連鎖分布制御に基づく感温性ゲルの高速応答化 (2014)
  • Author(s): 河端 秀和、河原 徹、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第63回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [Presentation] 後架橋によるビニル系高分子ゲルの創製（依頼講演） (2012)
  • Author(s): 廣川能嗣、桂田章光、木村亮平、河原徹、藤田裕貴、伊田翔平、谷本智史
  • Organizer: 第61回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] 活性エステルを用いた後架橋法によるPNIPAAmゲルの合成と特性評価 (2012)
  • Author(s): 桂田章光、伊田翔平、谷本智史、廣川能嗣
  • Organizer: 第61回高分子討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] 水への親和性が異なるポリマーの共架橋によるゲルの調製とその評価 (2012)
  • Author(s): 河原徹、桂田章光、伊田翔平、谷本智史、廣川能嗣
  • Organizer: 第61回高分子討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] 高分子ゲルの膨潤特性に及ぼすネットワーク連鎖分布の影響 (2012)
  • Author(s): 伊田翔平、河原徹、桂田章光、谷本智史、廣川能嗣
  • Organizer: 第61回高分子討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] 高分子ゲル網目鎖の連鎖分布制御による膨潤特性への影響
  • Author(s): 伊田 翔平、河原 徹、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第62回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 京都国際会館
• [Presentation] PNIPAAm後架橋ゲルにおける架橋剤構造の影響
  • Author(s): 桂田 章光、辻尾 光弘、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第62回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 京都国際会館
• [Presentation] 様々なアミン架橋剤を用いた後架橋によるPNIPAAmゲルの合成
  • Author(s): 桂田 章光、辻尾 光弘、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第59回高分子研究発表会
  • Place of Presentation: 兵庫県民会館
• [Presentation] 活性エステル後架橋法によるPNIPAAmゲル合成におけるアミン架橋剤の影響
  • Author(s): 桂田 章光、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第62回高分子討論会
  • Place of Presentation: 金沢大学
• [Presentation] 温度応答性ゲルの感温特性に及ぼす網目連鎖構造の影響
  • Author(s): 伊田 翔平、河原 徹、石川 達也、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第62回高分子討論会
  • Place of Presentation: 金沢大学
• [Presentation] 後架橋法による温度応答性高分子ゲルの合成と膨潤特性制御
  • Author(s): 伊田 翔平、桂田 章光、河原 徹、谷本 智史、廣川 能嗣
  • Organizer: 第25回高分子ゲル研究討論会
  • Place of Presentation: 東京大学山上会館
• [Book] ゲルの安定化と機能性付与・次世代への応用開発 (2013)
  • Author(s): 廣川能嗣、伊田翔平
  • Total Pages: 5
  • Publisher: 技術情報協会
• [Remarks] 高分子ゲル
  • URL: http://www.mat.usp.ac.jp/polymer-chemistry/polymeric_gel.html
• [Remarks] 高分子ゲル
  • URL: http://www.mat.usp.ac.jp/polymer-chemistry/index.html