2017 Fiscal Year Research-status Report
ポリロタキサンを用いた相構造制御による強靭性・高耐熱性ネットワークポリマーの創製
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17K06833
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| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
大塚 恵子 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究主幹 (50416286)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 肇 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 有機材料研究部, 研究主任 (60416287)
米川 盛生 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 有機材料研究部, 研究員 (60724151)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ポリロタキサン / ネットワークポリマー / 強靱性 / 高耐熱性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、ネットワークポリマーに導入したポリロタキサンの一次構造と相構造形成の関係を解明することを研究目標とした。ネットワークポリマーとしては電子材料などの高付加価値分野に使用されているビスフェノールA型エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂の硬化剤としてはアミンや酸無水物、触媒系を用いた。ポリロタキサンとしては、環状成分の水酸基に導入したポリカプロラクトン鎖の末端の反応性基として、エポキシ樹脂との共有結合性の違う水酸基、あるいはメタクリル基であるものを用いた。
示差走査熱量（DSC）測定の発熱挙動から決定した硬化条件でエポキシ樹脂/硬化剤/ポリロタキサン反応系の硬化物を作製した。動的粘弾性挙動より、ポリロタキサンの配合割合の増加とともに損失正接曲線のガラス転移温度に由来する緩和は低温側にシフトし、幅広くなった。また、ポリロタキサンの配合により貯蔵弾性率は未変性樹脂よりも小さくなった。動的粘弾性挙動より計算した架橋密度は、ポリロタキサンの配合割合の増加とともに小さくなった。いずれのエポキシ樹脂硬化物も透明であり、硬化物の相構造を走査型電子顕微鏡（SEM）や原子間力顕微鏡（AFM）で観察した結果、均一構造を示した。
以上の結果から、ポリロタキサンはエポキシ樹脂硬化系に組み込まれず、相溶しているものと考えられた。反応性基の違いやポリエチレングリコールの分子量の違いによる相構造への影響は認められなかった。
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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
応力緩和材料としてポリロタキサンを用いた強靭性ネットワークポリマーの構造設計指針を確立するために、ネットワークポリマーとしてエポキシ樹脂を選択して、エポキシ樹脂に導入したポリロタキサンの一次構造と相構造形成の関係を検討した。いずれの硬化剤を用いた場合においても末端反応性基がエポキシ樹脂や硬化剤と反応せず、ポリロタキサンとエポキシ樹脂が相溶することを明らかにしたことから、本年度の研究目標をほぼ達成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度で得られたポリロタキサンの一次構造と相構造形成の関係を基に、ポリロタキサンの配合条件や硬化条件が相構造形成に与える影響について、SEMやAFM観察により明らかにする。さらに、ポリロタキサン変性エポキシ樹脂の各種物性測定による靱性や耐熱性、機械特性と相構造形成との関連性について明らかにする。本研究の最終目標が強靭性・高耐熱性ネットワークポリマーの開発であるため、検討した配合系で靱性の向上が認められない場合は、エポキシ樹脂や硬化剤の種類の選択、配合条件や硬化条件の再検討を行う。
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| Causes of Carryover |
（理由） 物性測定用試験片作製のための材料費を抑制することができたために次年度使用額が発生した。
（使用計画）
次年度繰越分は、消耗品費や研究成果発表のための旅費などに使用する予定である。
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