2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of Innovative Interface of Carbon Material having High Strength and Elongation by New Reactive Slide Ring Polymer
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20K05111
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
高橋 辰宏 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (60344818)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 炭素繊維 / 界面 / 環動高分子 / 反応性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭素繊維上への設計として、2年目は、1年目で作製に成功しているポリカプロラクトン末端のOHを部分カルボン酸変性したポリロタキサンを、、まず、量をある程度必要なために合成作製し、作製したごとに、NMRで部分カルボンさの変性量を確認した。炭素繊維上に、ポロビニルオキサゾリンを結合被覆し、続いてこの部分カルボン酸変性ポリロタキサンを結合被覆した。マトリックとて、反応性があるエチレンメタクリル酸共重合体を用いた。エチレンメタクリル酸共重合体のカルボン酸と、部分カルボン酸変性ポリロタキサンとの結合は、2官能性のオキサゾリンで行った。この時、精密な設計を行う為に、エチレンメタクリル酸共重合体のカルボン酸のカルボン酸をすべて2官能性のオキサゾリンで反応させて、オキサゾリン末端のエチレン共重合体を作製した。そのIR分析からほぼすべてのカルボン酸がオキサゾリンに変性させていることがわかった。一方、界面が、伸びと強度への影響の評価を行う為に、伸びを抑えた基準をつくる必要があり、その点から15重量%の炭素繊維とすることにした。しかし、オキサゾリン末端のエチレン共重合体は、再度の加熱溶融混合により、オキサゾリン同士で、部分架橋しているこが判明し、これをマトリックスとすることが最適でないことがわかった。この為、炭素繊維にポリビニルオキサゾリンを通じて結合被覆した部分カルボン酸変性ポリロタキサン、これをベースにオキサゾリン変性をしてマトリックスと結合させる検討を開始した。
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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
作製したオキサゾリン変性した共重合体は、再度の加熱溶融混合で自己架橋していることがわかったが、炭素繊維を15重量％とすることが基準としていいこともわかり、新たな方法でマトリックス検討を開始でき、このためおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の進展をベースにして、炭素繊維/ポリビニルオキサゾリン/部分カルボン酸変性ポリロタキサン、この表面をオキサゾリンで変性させる方法で、マトリックスと結合させるアプローチで行うことを計画している。
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| Causes of Carryover |
オンラインでの打ち合わせ、オンラインの学会で、旅費が使用なかった為である。しかし、最終年度は、コロナも落ち着き旅費の計画的使用も予定しており、また、人件費、研究消耗品と、炭素材料界面の新たな設計目的に計画な使用を予定している。
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