2022 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of novel structure and material properties through polymer reaction using controlled fine higher-order structure as a template
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21K14683
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
松本 拓也 神戸大学, 工学研究科, 講師 (70758078)
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2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ポリビニルアルコール / 超臨界二酸化炭素 / ウレタン / 側鎖エステル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，結晶性高分子の階層構造を利用した高次構造をテンプレートとした高分子の修飾反応により，元の結晶構造を保存しつつ，非晶領域のみに機能性部位を導入することで，これまでの高分子反応とは一線を画する新奇高分子反応を開拓し，高次構造の特性と高分子反応により新たに導入した機能を両立した高分子材料を創出する。
2022年度では，結晶性ポリビニルアルコール（PVA)フィルムに対し，非晶領域に生分解性でオレイン酸やアルキルウレタン側鎖を選択的に導入し，その物性・機能を評価した。生分解性側鎖を導入した変性PVAに対しては，反応時の結晶構造を制御することで，側鎖の分解挙動も制御した。ウレタン側鎖の導入では，同様に非晶領域は優先的に変性され，特にPVAフィルムの表面から10μｍ程度の領域の変性度が高いことが明らかとなった。一方で，結晶領域は，X線回折測定の結果からも比較的よく保持されていることが，明らかとなった。
ウレタン側鎖を有するPVAに関しては，薄膜状態においても高湿度条件下での吸湿挙動も評価した。評価には，高湿度条件下での中性子反射率を用いた。結果，未修飾のヒドロキシ基の存在により，吸湿はするものの，強固な結晶領域を有しているため，体積膨張による膜厚増加は比較的低減されていた。
以上のことから超臨界二酸化炭素中で高分子反応を行うことで，超臨界二酸化炭素の結晶領域と非晶領域の異なる浸透性を利用することで，階層構造を有する変性PVAの非晶領域のみの選択的な修飾に成功した。その結果，結晶領域と機能性側鎖を両立させた変性PVAの創出に成功した。
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