2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of tough and high heat resistant networkpolymer by controlling phase structure with polyrotaxane
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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, 研究フェロー (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, 森之宮センター, 研究室長 (60416287)
米川 盛生 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (60724151)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ポリロタキサン / ネットワークポリマー / 強靭性 / 高耐熱性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ネットワークポリマーに導入したポリロタキサンの構造や配合条件、硬化条件と相構造形成や靱性との関係を明らかにして、ポリロタキサンを応力緩和材料として用いた新規な強靭かつ高耐熱ネットワークポリマーの材料設計を行うことを目的とした。
アミンやフェノールノボラックを硬化剤としたエポキシ樹脂にポリロタキサンを導入した場合、ポリロタキサンはエポキシ樹脂マトリックス中で均一に分散した構造を形成した。ポリロタキサンの配合により破壊靭性と耐衝撃性は大幅に向上したが、耐熱性の低下が認められた。これは、ポリロタキサンの末端反応性基や分子量の違いによらず同様の傾向を示した。
次に、エポキシ樹脂よりもネットワーク構造が緻密であるために高耐熱性を示すが靭性に劣るマレイミド樹脂を用いて、強靭かつ高耐熱なネットワークポリマーの開発を目指した。マレイミド樹脂と反応するメタクリル基を末端に有するポリロタキサンを配合した場合、マレイミド樹脂とポリロタキサンは均一相構造を形成し、ポリロタキサン配合量の増加とともに耐熱性や靭性、その他の機械特性が大幅に向上した。一方、末端反応性基がすべて水酸基であるポリロタキサンを用いた場合は、ポリロタキサンがマレイミド樹脂マトリックス中に分散した相分離構造を示した。耐熱性や靭性の向上効果は、末端反応性基がメタクリル基であるポリロタキサンを配合した場合よりも大きかった。ポリロタキサンをマレイミド樹脂の応力緩和材料として適用する場合、耐熱性や機械特性においては均一相構造よりも相分離構造の形成の方が有利であることが明らかになった。
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