2016 Fiscal Year Research-status Report
ジスルフィド結合を有する刺激応答性自己修復熱可塑性エラストマーの開発
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15K05511
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
寺境 光俊 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (70251618)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 和也 秋田大学, 理工学研究科, 講師 (70467025)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 自己修復 / 熱可塑性エラストマー / ジスルフィド結合 / マルチブロック共重合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セグメントマルチブロック共重合体型熱可塑性エラストマーのソフトセグメントに動的共有結合であるジスルフィド結合を導入して刺激応答性自己修復熱可塑性エラストマーを合成することが本研究課題の目的である。
平成２７年度はチオール基を末端にもつソフトセグメント（ポリスルフィド）とハードセグメント（芳香族ポリスルホン）を合成しこれらを酸化することにより結合点にジスルフィド結合をもつマルチブロック共重合体の合成に成功した。これらマルチブロック共重合体がミクロ相分離構造を示すこと，熱可塑性エラストマーと同様な大きな伸びを示すこと，切断試料がUV光により修復性を示すことを明らかにした。
平成２８年度はソフトセグメント分子量が異なる２種類のマルチブロック共重合体を合成し，修復特性を詳細に検討した。試験片を破断した後密着させ，破断部位にUV光を照射することで破断伸びの回復率を評価したところ， UV光を５時間照射すると93％の回復率を示した。本試料は密着性があるためUV光を照射しない参照実験も合わせて行うことで，UV光により引き起こされた修復率は51%と見積もられた。これら回復率と修復率はソフトセグメント分子量が低い方が高い値を示し，マルチブロック共重合体中に存在するジスルフィド結合の量が影響を与えることが明らかとなった。UV照射後の色や溶解性の変化から，修復が主にジスルフィド解裂により生成したチイルラジカルが関連した架橋反応であることが示唆された。マルチブロック共重合体中のジスルフィド濃度が低いため，ジスルフィド結合の交換より架橋反応が優先的に進行したと考えられる。ジスルフィド結合の高いマルチブロック共重合体の合成と修復特性について平成２９年度に検討を行う。
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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
計画していたマルチブロック共重合体の合成と修復特性の評価については終了し，学術論文として投稿中である。UV照射による修復率の向上を目指したジスルフィド濃度の高いマルチブロック共重合体の合成のも部分的に成功している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ジスルフィド結合を多く含むソフトセグメントを用いたマルチブロック共重合体を合成し，修復特性について評価する。特に，ジスルフィド結合を含むマルチブロック共重合体にUV光を照射したとき，ジスルフィド交換反応とラジカルによる架橋反応がどのように起こるのかをスペクトル分析などを用いて詳細に検討する。伸びや弾性率の回復が十分ではない場合，触媒の添加，分子骨格の再検討などを行い，高い修復性をもつ熱可塑性エラストマーの開発を目指す。
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| Causes of Carryover |
合成実験のため残していた薬品代が残り，次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
薬品代として使用する。
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