2011 Fiscal Year Research-status Report
両親媒性ブロック共重合体の側鎖末端基に誘起される親水性・生体適合性表面
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23550132
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石曽根 隆 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (60212883)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 両親媒性ブロック共重合体 / 水溶性ポリマー / 感温性ポリマー / 側鎖末端基 / リビングアニオン重合 / シーケンス |
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| Research Abstract |
本研究では、両親媒性ブロック共重合体中の親水性セグメントを、側鎖末端基の疎水性を利用して、空気中や真空下という疎水性雰囲気下においても優先的にかつ自発的にフィルム最表面に偏析させ、親水性・反応性・生体適合性を示すポリマー表面を構築することを目的としている。平成23年度は、疎水性のポリスチレン（Aセグメント）と親水性のポリメタクリル酸ジ（エチレングリコール）メチルエーテル（1）または対応するトリ（エチレングリコール）メチルエーテル（2）（Bセグメント）から構成されるAB型ジブロック共重合体またはBAB型ブロック共重合体を逐次的なリビングアニオン重合により合成した。得られたブロック共重合体は設計通りの分子量と組成を持ち、分子量分布も非常に狭かった。さらに、メチルエーテル部位をビニルエーテルに変えた、メタクリル酸ジ（エチレングリコール）ビニルエーテルを用いた場合も、一次構造の明確な両親媒性ブロック共重合体が得られることを見出した。側鎖ビニルエーテル残基は、酸性条件下において定量的に極性のヒドロキシ基に変換が可能であった。これに加えて、鎖末端にヒドロキシ基を有するポリスチレンをリビングアニオン重合（開始剤法）によって合成し、その末端ヒドロキシ基をαｰフェニルアクリル酸エステルに変換した。続いて、この末端官能基化ポリスチレン（Aセグメント）と、スチレンと（1）から構成されるAB型ブロック共重合体の活性末端アニオンとのカップリング反応により、ABA型ブロック共重合体を合成することに初めて成功した。このシーケンスの異なる両親媒性ブロック共重合体は、上記の反応経路によって初めて合成が可能となったものであり、今後の表面構造の解析研究においてブロックシーケンスの影響を検証する上で非常に重要な試料となる。
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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
平成23年度は、新規メタクリル酸エステル類のリビングアニオン重合と一次構造の明確な両親媒性ブロック共重合体の合成に成功した。また、側鎖官能基の定量的な変換反応が進行することも確認した。これに加えて、当初の目標にはなかったシーケンスの異なる両親媒性ブロック共重合体の合成にも初めて成功した。ただし、当初の目標であったポリマーの表面構造の解析については、現時点で全ての解析結果が得られてないことから、上記の達成度評価とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度は、引き続き両親媒性ブロック共重合体の精密合成を続けることに加え、表面構造の解析と表面の化学修飾を行うことを予定している。表面構造の解析では、東京大学の横山英明准教授との共同研究により、ブロック共重合体（またはポリマーブレンド）をキャストして得られる最表面（またはバルク）の構造をXPS、SIMS、AFM、TEM、小角X線散乱、QCM、接触角測定などで分析し、親水性セグメントが自発的に表面に偏析する条件（末端基構造、側鎖長、分子量、セグメント組成比、ブレンド比、キャスト溶媒、脱保護条件、アニーリング条件など）を明らかにする。キャストフィルムでは、オリゴ(エチレングリコール)側鎖末端の疎水性トリアルキルシリル基やビニル基により誘発され、最表面に水溶性セグメントが濃縮されることが期待される。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24年度の研究費（130万円）使用計画は、合成用試薬やガラス器具を中心とした物品購入費に加えて、旅費として国際学会参加費用（2012年6月、アメリカ、バージニア工科大、MACRO2012）を計上する予定である。国際学会では、平成23年度に達成できた研究成果の発表を行う予定である。
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