Photodegradation of Networked Polymers Composed of Dynamic Covalent Bonds

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K04779
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 陶山 寛志 大阪府立大学, 高等教育推進機構, 教授 (90305649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 寛一 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主任研究員 (30372139)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 架橋樹脂 / ビニロガスウレタン / リサイクル / 光塩基発生剤 / 高分子分解

Outline of Annual Research Achievements

架橋樹脂は優れた機械的・熱的特性を有するが，その優れた性質のゆえに著しく分解が難しく，使用後の廃棄やリサイクルが困難，という問題点がある。そのため，架橋樹脂分解技術の開発も重要な課題である。近年，何らかの刺激や特定条件で組み換え可能な共有結合で架橋樹脂を合成する試みが注目を集めている。特にLeiblerらが提案した“Vitrimer”のような，架橋樹脂を加熱で自由に加工と再生する取り組みが注目されている。しかし加熱による組み換えだけでは架橋構造は保持され，樹脂分解には至らない。そこで本研究では，使用後は熱とは別の，光刺激を用いることで，組み換えサイクルから抜け出すことができる系の構築を目指している。
今年度は光照射で発生するアミンを用いた架橋樹脂の分解に取り組んだ。まず，Vitrimerの一つビニロガスウレタン架橋樹脂のモノマー，1,4-ピペラジンビスアセトアセタミドを大量合成し，精製した。また，この樹脂に添加する光機能性物質として，光塩基発生剤３種類を合成した。一つは汎用のo-ニトロベンジルオキシカルボニル系であり，残り２つは新規に合成したフルオレンやトルクセン骨格を有する多官能アシルオキシムである。これらはいずれもベンジルアミンを発生できるよう分子設計されており，各々の光塩基発生能の比較が可能である。また，これらはいずれも365nm以上の長波長感光性を確保しており，芳香族環を含むモノマーからなる樹脂にも適用しやすくなっている。今後はこれらを用いた樹脂を作製し，その分解挙動を検討するとともに，光でアルコールを発生させる感光性分子やその適用も進めていく。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

感染症対策のための講義・実験科目の部分オンライン化対応，新大学および数年後に予定される新キャンパスへの移動準備などが複合的に重なり合い，研究時間が圧迫された。

Strategy for Future Research Activity

得られたモノマーの樹脂化，樹脂としての力学物性や粘弾性，熱的特性を測定を早急に進め，まず第一の目標である，ビニロガスウレタン架橋樹脂／光塩基発生剤混合系で，光照射後の共有結合組み換え挙動を確かめる。また，光でアルコールを発生させる感光性分子の開発やこれらを用いた共有結合組み換えも進めていく。

Causes of Carryover

実験の進行がやや遅れたため，予定していた試薬を購入しなかった。次年度はこれを使って試薬を調達し，実験を遂行する。