2016 Fiscal Year Research-status Report
表面開始アニオン重合による微粒子の表面精密修飾法の開発および複合材料への応用
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15K05608
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
足立 馨 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 助教 (40401533)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ハイブリッド / コンポジット / アニオン重合 / グラフト / ポリイソプレン / コア-シェル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ハイブリッド材料やコンポジットなどの複合材料を始めとする数多くの多層材料では、物質同士が構築する界面が、材料全体の特性に極めて重要な役割を担っている。そこで本研究では、Graft-fromアニオン重合法による表面開始重合により、コア－シェル型ハイブリッド微粒子の合成法と、得られたハイブリッド微粒子を用いた高機能複合材料の開拓を行うことを目的とした。平成28年度では、昨年度開発に成功したシリカ微粒子からの表面開始アニオン重合を用いたコア-シェル型ポリイソプレン－シリカハイブリッド微粒子を用いたポリイソプレンとシリカとのコンポジットを作成し、その特性を調べた。分子量10000または分子量40000のポリイソプレンがグラフトしたシリカ微粒子をポリイソプレンマトリックスに混合し、ジクミルパーオキサイドを架橋剤に用いて架橋したコンポジットを作成した。得られたコンポジットのダンベル型試験片を作製し、引張試験を行った。その結果、ポリイソプレンをグラフトしシリカ微粒子を用いたコンポジットは、表面修飾をしていないシリカ微粒子を用いた試料と比較して、弾性率と引張強度の両方が向上することが明らかになった。これらのDSC測定、膨潤度測定、および破断面のSEM観察の結果、ポリイソプレンの架橋密度およびシリカ微粒子の分散性の向上が原因であると考えられる。また、Graft-fromアニオン重合による高分子/金属ナノ粒子の新規合成法についても研究を行った。トリル基を有する金属ナノ粒子を用いてアニオン重合を行ったところ、元のナノ粒子とは有機溶媒への分散性が異なるナノ粒子が得られた。このことから、Graft-fromアニオン重合による高分子/金属ナノ粒子が得られたことが明らかになった。
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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
平成28年度には、予定していた無機微粒子および金属ナノ粒子を用いたコア－シェル型ハイブリッド微粒子の合成方法の確立と、Graft-fromアニオン重合によるコア－シェル型ハイブリッド微粒子を用いたポリイソプレン－シリカ複合材料の開発を行っており、研究はおおむね予定通り進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は当初の計画通り、コア－シェル型ハイブリッド微粒子を用いた高機能複合材料の開発として、ポリイソプレンをグラフトしたハイブリッド微粒子を反応性フィラーに用いた複合材料の開発について詳細な研究を行い、複合材料界面制御とその材料特性との関係について取り組む予定である。また金属ナノ粒子をコアに有するハイブリッド微粒子については、各種マトリックス中へ分散させることで、その集積について検討する。
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| Causes of Carryover |
小型卓上試験器の購入を計画していたが、本年度は学内の研究室で購入した小型試験器を使うことができたため、小型卓上試験器の購入を延期した。また必要な誌薬類に関しては、研究室在庫ならびに企業からのサンプル提供により賄うことができたため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初購入予定の小型卓上試験器を平成29年度に購入する予定である。それ以外にも主に金属ナノ粒子を用いたハイブリッド微粒子に関する消耗品類を重点的に購入する予定である。
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