2021 Fiscal Year Research-status Report
環境応答性高分子界面活性剤と水系ラテックス間の分子認識架橋によるタフフィルム創製
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18K14021
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| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
川野 真太郎 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 (50646198)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 両親媒性高分子 / シクロデキストリン / クマリン / 分子認識 / 超分子ポリマー / 光二量化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、水中のホスト・ゲスト間相互作用を利用した、ホスト分子修飾ポリマー(または低分子ホスト)とゲスト分子修飾ポリマー間の超分子架橋によるフレキシブルな粘弾性を有するネットワークポリマー(ゲルまたはフィルム)の作製を目的としている。R3年度は、二通りの方法で作製を行った。
(1)ホスト分子にγ-シクロデキストリン(γ-CD)、ゲスト分子に水溶性クマリンモノマーを用いた1:2の包接錯体を形成させ、水中で重合することでハイドロゲルの合成を行ってきた。動的粘弾性測定から、貯蔵弾性率が損失弾性率を上回る、固体的性質を示した。非常に高い歪み強度を与え、ゲルを破断させた後も、接着・静置させることで再び弾性的性質を有するゲルに回復することから、非共有結合性架橋由来の可逆的な性質による自己修復能を示した。また、γ-CD空孔内のクマリン光二量化を利用した共有結合架橋により、粘弾性が向上したことから、外部光刺激により粘弾性を制御できることを明らかにした。さらに、ハイドロゲルのメインユニットに温度応答性のメタクリレートポリマーを導入することで、下限臨界溶解温度以上の加温条件化では、ポリマー鎖間の疎水性相互作用による会合性架橋により粘弾性をさらに向上させることに成功した。
(2)高分子ホスト/高分子ゲスト間コンプレックス化による1: 1架橋ネットワークポリマー(ハイドロゲル)を作製した。β-シクロデキストリン(β-CD)を修飾した高分子ホストと、クマリンを修飾した高分子ゲストを水中で混合させたコンプレックス溶液は増粘し、一定のゲル化濃度でハイドロゲルの生成を確認している。
現在は、ハイドロゲルネットワーク乾燥後の固体膜の作製を行っている。固体膜の柔軟性や脆さの低減の指標となる高分子のガラス転移温度の評価を行うことで、導入するコモノマーの種類を変え、高分子物性の向上を検討している。
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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
クマリンゲスト分子修飾モノマーとγ-CD低分子ホスト系からの重合によるネットワークポリマー化に成功し、非常に興味深い物性も観測されていることから、本成果については論文にまとめ、現在提出段階である。
一方、クマリン修飾ポリマーおよびβ-CD修飾ポリマー間の超分子架橋を利用した水中ネットワークポリマー形成と、その乾燥後の固体膜の評価について行っている。まだ未達であるため、最終年度を一年延長し、引き続き研究を行っている。進捗状況としては、おおむね順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
前述の通り、二種類の方法の内、1つ目の方法では、興味深い結果が得られたことから、その内容について論文投稿を行う。一方で、クマリン修飾ポリマーおよびβ-CD修飾ポリマー間の1:1超分子架橋を利用したネットワークポリマー(フィルム)の作製および物性評価について、もう少し期間が必要であることから、1年間の事業期間の延長を行い、研究推進に努める予定である。
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| Causes of Carryover |
当該年度はモノマー、ポリマー合成に必要な試薬の購入や高分子薄膜、乾燥固体膜に必要な物品の購入に充てた。当初予定の論文投稿が少し遅れたことから、それに係わる論文校閲費、投稿費を次年度に使用する予定である。また、研究成果発表として、今年は対面での学会開催も増えてきており、学会参加に伴う旅費等への使用にも充てる予定である。それ以外は、汎用試薬、消耗品等の購入を予定している。
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