2021 Fiscal Year Research-status Report
アルボレッセントポリマーの固定化による機能性表面の構築
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21K05185
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
足立 馨 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 准教授 (40401533)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩村 武 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (10416208)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | アニオン重合 / マクロイニシエーター / 末端官能基化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、枝鎖末端に反応性官能基を有するアルボレッセントポリマーの合成法の確立と、基板へのアルボレッセントポリマー固定化技術の確立、アルボレッセントポリマー固定表面の特性解析を行うもので、2021年度は、TMEDA存在下ブチルリチウムによるポリパラメチルスチレンのリチオ化によって多官能アニオン性マクロイニシエーターを合成し、このマクロイニシエーターからのアニオングラフト重合と続く停止剤による末端官能基化を行った。本研究ではアルボレッセントポリマーを基板表面に結合させるため、二重結合を有する官能基での修飾を行った。その結果、ポリパラメチルスチレンのマクロイニシエーターからスチレンのアニオングラフト重合を行った場合、重合停止剤として二重結合を有するハロゲン化アルキルを用いると、アニオン重合の停止反応は極めてスムーズに進行するものの、副反応として部分的に架橋反応が進行し、得られる多分岐ポリマーの分子量制御が難しいことがわかった。これは多分岐高分子の枝鎖末端のスチリルアニオンが極めて密に存在するためと考えられる。そのため、多官能アニオン性マクロイニシエーターから合成された多分岐高分子の枝鎖末端への官能基修飾には、停止剤による官能基導入前にエチレンオキシドによる末端修飾が必要であることが明らかになった。そこで末端エチレンオキシド修飾後にシンナモイル基をはじめとする官能基を導入したところ、定量的に導入できることが明らかになった。この結果から、アルボレッセントポリマーの枝鎖末端への反応性官能基導入法を確立した。
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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
本研究は枝鎖末端に反応性官能基を有するアルボレッセントポリマーの合成法の確立と、基板へのアルボレッセントポリマー固定化技術の確立、アルボレッセントポリマー固定表面の特性解析を行い、高分子の構造と表面特性との関係を明らかにすることを目的としている。本研究の研究期間は3年を予定しているため、本研究を3つのステップに区分すると、①アルボレッセントポリマーの合成法の確立、②アルボレッセントポリマー固定化技術の確立、③アルボレッセントポリマー固定表面の特性解析となる。現在のところ区分①であるアルボレッセントポリマーの枝鎖末端への反応性官能基導入法を確立し、枝鎖末端に反応性官能基を有するアルボレッセントポリマーの合成法を確立していることから、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに確立した枝鎖末端に反応性官能基を有するアルボレッセントポリマーの合成法を用いて、2022年度は、枝鎖末端に反応性官能基を有するアルボレッセントポリマーを合成し、基板へのアルボレッセントポリマー固定化技術の確立を目指して研究を遂行する。基盤へのアルボレッセントポリマーの固定化には、基板の官能基修飾が重要になってくるため、研究分担者と協力し、ポリマー末端官能基に対応する官能基をシランカップリング処理により導入する。具体的にはアルボレッセントポリマー末端にヒドロシリル基を導入する。またシリコン基板表面にはシランカップリング処理によりビニルシランを導入する。続いて白金触媒存在下、ヒドロシリル化反応によりアルボレッセントポリマーをシリコン基板表面に固定化する。ここで確立したポリマー固定化技術を用いて、翌年度は主鎖長や枝鎖長の異なる各種アルボレッセントポリマーを合成し、シリコン基板表面に固定化する。得られた基板表面は、各種有機溶媒を用いた接触角測定および材料表面のAFM観察やエリプソメトリーにより解析する。
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| Causes of Carryover |
ポータブル摩擦計の購入を予定していたが、本年度は表面修飾のためのポリマーの合成に注力したため、ポータブル摩擦計の購入を延期した。また予定していた学会がオンライン開催になった上、共同研究打合せをオンラインで行ったため、旅費に残額が発生し、次年度使用額が生じた。
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Research Products
(4 results)
