2017 Fiscal Year Annual Research Report
ロタキサンの動的特性が生み出す高性能・高機能架橋材料の創成
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16J10667
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
澤田 隼 東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | ロタキサン / 架橋 / 架橋高分子 / エラストマー / 強靭化 / 水素結合ネットワーク / セグメント化ポリウレタン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究では、ロタキサン架橋剤の合成を主軸に、様々なロタキサン架橋構造をもつロタキサン架橋高分子（RCP）を設計・合成し、その物性を評価する。得られた知見を基に種々のビニルポリマーやゴムにロタキサン架橋を導入し、高性能・高機能架橋高分子の創製を目指す。具体的には以下の研究項目について検討する。
今年度は、(1) ロタキサン架橋と水素結合ネットワークを有する架橋高分子の合成および (2) ロタキサン含有ポリウレタンの合成ついて検討した。
１）RCPのさらなる強靭化を指向し、ロタキサン架橋の他に新たな応力分散機構として水素結合ネットワークを導入したRCPはより大きな破断ひずみ・強度を示した。このRCPは比較のための水素結合ネットワークを含まないRCPと弾性率は同程度である一方、破断エネルギーは15 MJ / m3と3倍以上であった。この強靱化は、ロタキサン架橋による応力分散に加え、水素結合相互作用が有効に働いたことに依るものと考えられる。
２）ガラス転移温度が室温よりも十分に低い高分子鎖をソフトセグメント、水素結合を介した物理架橋点をハードセグメントとして有するセグメント化ポリウレタン（SPU）は、代表的熱可塑性エラストマーであり、これまでもロタキサン構造をSPUに導入した例が報告されているが、その構造に起因した力学特性の向上は未だ達成されていない。そこで我々は、ロタキサン構造の効果を明らかにする目的で、SPUへのロタキサン構造の導入とその物性についての検討を行っている。ロタキサン構造の有無によらず、Mn > 11,000のSPUが中程度の収率で得られた。これらは高い成膜性を有しており、キャスト法により良質な自立膜が得られた。今後力学物性等について精査する予定である。
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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
上記の研究実績の概要における(1)に関しては、既に学会で報告済みであり、現在学術論文として、投稿の準備をしている段階である。 研究の方向性は、若干申請時と異なってきているが、十分な研究成果が得られると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまではビニル基を有するロタキサン架橋剤を中心に合成を行ってきた。今後はビニル基だけでなく他の官能基を導入することで、新たなポリマーへの応用や後架橋法への応用も考えている。
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Research Products
(5 results)
