2015 Fiscal Year Annual Research Report
元素ブロック高分子材料の表面・積層界面構造制御と物性評価
| Project Area | Creation of Element-Block Polymer Materials |
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| Project/Area Number |
24102009
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
西野 孝 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40180624)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本郷 千鶴 神戸大学, 学内共同利用施設等, 助教 (10418767)
松本 拓也 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70758078)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 界面・表面 / 高分子構造 / 高分子物性 / 接着 / ゴム弾性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
共役系が拡張されたポリチオフェンの物性・機能と，ポリオレフィン接着剤としてポリシランの界面構造を例に取り上げて，その構造と力学物性・各種機能について着目した研究を遂行した。
通常，共役系高分子では，骨格の剛直性から脆性が問題となり，柔軟性を示す有機デバイスへの応用展開上一つの課題であった。側鎖のアルキル基にシロキサンを有するポリチオフェンを合成し，力学物性に加え，最も汎用されているポリ（3-ヘキシルチオフェン）と比較しながら，柔軟性を評価した。本年度に合成したポリチオフェンは，高度に頭尾構造が制御され，高い分子量を有しており，自立膜としての物性評価や構造評価を行うとともに，延伸による配向制御が可能であることを見出した。優れた延伸性を示す共役系高分子の創出は，近年着目されている延伸性有機デバイス用の新規材料の材料設計指針を提示に繋がる。
また，ポリオレフィンはその化学式から推察されるように表面自由エネルギーが低く，難接着性という大きな課題を有する。主鎖がケイ素のみから構成されるポリメチルフェニルシランは接着剤として，ポリオレフィン同士の接着に利用できることが知られている。しかし，ポリメチルフェニルシランのポリオレフィンに対して接着性を示す接着機構は，未だ解明されていない。本研究では，ポリメチルフェニルシランを接着剤とした種々のポリオレフィンとの剥離強度を，接着の界面厚みの面から評価し，その関係性を明らかにした。これにより，ポリオレフィンの複合材料の応用展開や接着剤の分子設計に新たな指針を示した。
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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
元素ブロック高分子の表面・積層界面の構造・物性解析に際して，高度に構造制御されたポリチオフェンやポリシランを取り上げ，バルク構造・界面構造を制御することによって物性を解明した。特にポリシランに関する研究では，領域内での共同研究から有用な成果を得ることができ，界面厚みと接着性の解明に成功した。これらの成果は目的とする物性-構造相関の基盤が順調に構築されたことを意味している。
これらの成果の一部は，平成27年度の国内外の学会にて，報告している。
また，平成27年度においても領域内での共同研究を6件進行させており，本研究はおおむね順調に進展していると判断した。これらの学術成果の一部は既に外部発表できる段階に至っている。したがって次年度以降も引き続き，飛躍的な発展を期待することができる段階にあることを意味する。
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| Strategy for Future Research Activity |
元素ブロック高分子としてポリチオフェンとポリシランを取り上げ，それらの構造・力学物性・接着特性に関する研究に今後も取り組む。
ポリチオフェンに関する研究においては，延伸性デバイスへ応用展開を見据えたゴム弾性を付与させたポリチオフェンの創出を目指す。現在のシロキサン基を有するポリチオフェンに化学的な架橋を導入することで，優れた弾性回復性を付与し，共役系高分子エラストマーを合成する。
ポリシランに関する研究では，ポリオレフィンとの接着機構を化学構造の観点から解明する。特にポリシランとポリオレフィンの界面厚みの変化の原因について詳細に評価する。
本研究課題は，平成28年度が最終年度であるため，高度に分子制御された元素ブロック高分子について表面と積層界面の構造と物性の相関について学会での発表や学術論文による発表を通して総括を行う。
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Research Products
(58 results)
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[Presentation] 高性能高分子2015
Author(s)
西野 孝
Organizer
日本化学会「高分子化学」化学技術基礎講座
Place of Presentation
化学会館（東京都・千代田区）
Year and Date
2015-07-24 – 2015-07-24
Invited
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[Presentation] 高分子界面の複合評価と接着2015
Author(s)
西野 孝
Organizer
日本学術振興会第１６７委員会７６回例会
Place of Presentation
産総研臨界センタ別館（東京都・江東区）
Year and Date
2015-04-22 – 2015-04-22
Invited
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