Construction of selective cross-linking reaction for smart creation of superabsorbent polymers from renewable resources

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14687
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 35020:Polymer materials-related
• Research Institution: Nagaoka National College of Technology
• Principal Investigator: Miyata Mari 長岡工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (50804697)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 分子間相互作用 / 水素結合 / 構造制御 / 架橋反応 / 再生可能資源 / 吸水性高分子 / 機能性高分子 / 超分子化学

Outline of Final Research Achievements

The 3S method proposed in this study for the synthesis of biomass-derived superabsorbent polymers satisfies the following three conditions: (1) solvents and reactants are harmless from renewable resources (Safe), (2) polymer synthesis and purification are simple (Simple), and (3) the polymer has high water absorption capacity (Smart). In this study, it was found that superabsorbent polymers can be obtained under safe and simple conditions using only renewable resources. We have found a method to synthesize water-absorbent polymers by utilizing hydrogen bonds and molecular interactions that become stronger under certain conditions and by forming cross-linked structures using spatial arrangement as a template.

Free Research Field

機能性高分子

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高吸水性ポリマーは、使い捨てオムツをはじめ医療用や農業用など多種多様な用途で利用され、その需要は拡大している。現在利用されている高吸水性ポリマーは枯渇性資源である石油由来の非分解性ポリアクリル酸塩系が主流であり、架橋剤や溶剤も含めて再生可能資源のみから高吸水性ポリマーを合成する簡易で普及性のある合成法は確立されていない。本研究で得られた成果は、天然由来の再生可能資源のみを用い、安全かつ簡易に高吸水性ポリマーを合成する有力で波及性の高い合成法を見出すものであり、学術的・社会的意義は大きい。