2017 Fiscal Year Research-status Report
剛直ラセン構造をもつ脂肪族炭化水素高分子材料と機能
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17K19150
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
竹内 大介 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (90311662)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | ラセン高分子 / ポリオレフィン / ブロック共重合 / パラジウム触媒 / ランダム共重合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、かさ高い置換基をもつオレフィンの重合を行うことで、剛直なラセン構造を有する脂肪族炭化水素高分子の合成を行い、さらに結晶性の剛直ラセンブロックと非晶性の多分岐ポリオレフィンブロックを含むマルチブロック共重合体を合成し、その諸性質を、共重合体組成を変えることで調整できる新しい高分子材料を創製することである。
今年度はパラジウム触媒を用いてtert-ブチルエチレンを始めとするかさ高い置換基をもつオレフィンの重合を行った。ジイミンパラジウム錯体を用いるとtert-ブチルエチレンの重合が進行し、対応するポリマーが得られた。ジイミンパラジウム錯体によるαオレフィン類の重合では、重合中に生長末端の異性化が起こり、繰り返し分岐構造をもつポリマーが得られるが、tert-ブチルエチレンの重合では全く異性化が起こっていないことが明らかとなった。また、ポリマーの13C NMRでは各シグナルがシャープに現れており、立体規則性の制御されたポリマーであることが明らかとなった。また、ポリマーの1H NMRにおいて主鎖のメチレン基の二つのシグナルの化学シフトが異なることから、ポリマーがアイソタクチックに制御されていることが示唆された。XRD測定の結果、らせん構造を有していることが明らかとなった。tert-ブチルエチレンのメチル基をエチル基に換えたモノマーについては重合がほとんど進行しなかった。また、シクロアルカン構造および4級炭素を含むモノマーの重合は進行し、tert-ブチルエチレンと同様のポリマーが得られたが、環状アセタール骨格をもつモノマーの重合は進行しなかった。オレフィンとの共重合や、ブロック共重合についても検討を行った。
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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
当初の計画どおり、様々なかさ高いオレフィンの単独重合について検討を行った。いくつかのオレフィンについては、実際に単独重合が進行することを見出した。得られたポリマーがラセン構造をとっていることも確認されたが、非常に溶解性が悪く、巻き方向の制御されたラセン高分子の合成については今後の課題である。リビング重合の例も見いだすことができ、今後様々なブロック共重合の合成が可能になると期待される。極性基を含むモノマーについては重合が困難であったが、ランダム共重合が可能であることを見出した。当初の目的とは異なる新たな展開をはかる予定である。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
かさ高いオレフィン類の重合の検討結果をもとに 、α-オレフィンやエチレンとかさ高いオレフィンの重合を段階的に行うことにより、両者のブロック共重合体の合成を行う。ジブロック共重合体のみならず、トリブロック共重合体やマルチブロック共重合体の合成についても試みる。用いるモノマーの等量比を様々に変えることで、剛直なラセンブロックおよび非晶性ブロックの長さの異なる様々なブロック共重合体を合成する。これらのDSC測定を行い、ミクロ相分離について評価する。
一方、新たに見出した、かさ高い極性基を含むモノマーとオレフィンとの共重合体については、高分子反応による官能基変換などへと応用をはかる予定である。
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| Causes of Carryover |
研究代表者が次年度に東京工業大学から弘前大学に異動することになり、弘前大学での研究室立ち上げのためにある程度研究費を使う必要が生じた。そこで、弘前大学において当該研究を引き続き円滑に進めるため、本年度の使用額の一部を次年度に使用することにした。次年度使用額分については、実験するための基本的な設備を整えるために使用する予定である。
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