Synthesis of polymer gel with precisely predictable network

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K23619
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0501:Physical chemistry, functional solid state chemistry, organic chemistry, polymers, organic materials, biomolecular chemistry, and related fields
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Anan Shizuka 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (40850136)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: 高分子ネットワーク / 高分子ゲル / 精密重合 / パーコレーション / 金属-有機構造体 / 固相重合 / 事後修飾反応 / モンテカルロシミュレーション

Outline of Final Research Achievements

Control of polymer network structure is still challenging because of its complesity and randomness. Precise polymerization of polymer network will enable us to synthesize polymer network with high physical properties and new functionalities. In the present work, we performed crystal component linking, copolymerization of immobilized and mobile monomers in metal-organic frameworks, to control the polymer network structure. The gelation point, network structure was successfully predicted by using percolation simulation with restricted valence.

Free Research Field

高分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでの高分子化学の発展により、直鎖状高分子の重合度を精密に制御する精密重合は発達してきた。しかし、架橋点間分子量、有効架橋点の割合、分岐鎖構造、ループ構造など複雑な構造を有する高分子ネットワークの制御は未だ達成されていない。精密に設計通りに高分子ネットワークを合成できれば、高い力学特性や高機能性を有する高分子ゲルの開発が可能になり、金属などの代替材料となることが期待される。本研究では、モノマーと架橋剤をナノレベルで規則的な既知の構造中に固定したまま重合するという手法により、生成する高分子ゲルのネットワーク構造を簡便なシミュレーションにより精密に予測することに成功した。