2021 Fiscal Year Annual Research Report
相互侵入ネットワークの新規構築法を基盤とした熱硬化性樹脂の飛躍的な高靭性化
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19H02772
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
大山 俊幸 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (30313472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
所 雄一郎 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 助教 (80709692)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 相互侵入高分子網目構造 / 熱硬化性樹脂 / IPN / シアナート樹脂 / Diels-Alder反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、「ネットワークの形成後に切断できる共有結合」を有するモノマーを介して２種のネットワークポリマーあるいはネットワークポリマーと直鎖ポリマーが一体化した構造を形成したのちに、２種のポリマー間の共有結合を切断することにより、これらのポリマーが分子レベルで絡み合った高架橋度の(半)相互侵入高分子網目((semi-)IPN)構造を構築することを目指している。今年度は、高耐熱性の熱硬化性樹脂であるシアナート樹脂を用いたsemi-IPN構造の新規構築法について検討を行った。
ネットワーク形成後に切断できる共有結合としてアントラセン－マレイミド間のDiels-Alder反応により形成される構造を用い、この構造およびシアナート樹脂と共有結合を形成できるアミノ基を有するマレイミドモノマーを合成した。続いて、このモノマーをスチレンおよびN-フェニルマレイミド(PMI)と共重合し、semi-IPN構造構築のための直鎖ポリマーを合成した。この直鎖ポリマーとシアナート樹脂との加熱によりシアナート樹脂ネットワークと直鎖ポリマーが一体化した構造を形成したのちに、さらに高温で加熱することによりアントラセン－マレイミド付加体部位のretro-Diels-Alder反応を行い、semi-IPN構造が期待される硬化物を得た。直鎖ポリマーとしてスチレン－PMI共重合体を用いた硬化物では相分離構造が見られたのに対し、本研究で設計した直鎖ポリマーを用いた系では明確な相分離構造は見られず、相溶性の向上が明らかとなった。また、アントラセン－マレイミド付加体部位を持たずアミノ基のみを有する直鎖ポリマーを用いた硬化物と比較すると、アントラセン－マレイミド付加体部位を有する直鎖ポリマーを用いた系では弾性率・強度・破壊靭性値の向上が確認され、semi-IPN構造の構築およびそれに基づく機械特性の向上が示唆された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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