Synthesis of Macrocyclic Polymer Brush and Mechanistic Clarification for Ring-Expansion Vinyl Polymerization

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K05786
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Polymer chemistry
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: NARUMI ATSUSHI 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (60443975)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢野 重信 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 客員教授 (60011186)
• Research Collaborator: KAWAGUCHI seigou ; KUKUCHI moriya ; BINDER wolfgang ; KUMAKI jiro ; YAMADA masatsugu ; UNNO yamato ; KOBAYASHI tetuya ; MIYAZAKI tsubasa ; HASEGAWA shuhei (長谷川 燎) ; YANAGISAWA ryo ; TOMIYAMA miho ; ENOMOTO kazushi ; MATSUDA keigo ; SHAYKOON AHMED SHAYKOON montaser
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 大環状ポリマー / ポリマーブラシ / リビングラジカル重合 / 環拡大ビニル重合 / ラジカル環交差反応 / 動的共有結合 / 原子間力顕微鏡 (AFM)

Outline of Final Research Achievements

A study to develop the polymerization system that enables "ring-expansion vinyl polymerization" has been demonstrated. The polymerization products were transformed into polymer brushes and then observed by the atomic force microscopy (AFM). This process showed the ring-expansion polymerization system truly produced polymers with cyclic morphology. Additional molecular chain analyses based on the chromatographic and spectroscopic methodologies provided crucial insights into the mechanisms for the ring-expansion vinyl polymerization system.

Free Research Field

高分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

1990年代から、精密高分子合成法としてリビングラジカル重合 (制御ラジカル重合) が加わり、ビニルポリマーの特殊構造化・多様化が進められてきた。しかし、ビニルモノマーの環拡大重合に関してはその開発が世界的に特に遅延している。本研究では、顕微鏡による分子鎖の観察と解析・統計を併せ、学術的に有意義な重要な知見を得た。材料の軽量化・高強度化を達成する手段として、ポリマーへの環状モルフォロジーの導入は産業界でも注視されており、本研究の成果は社会的にも有意義である。