2022 Fiscal Year Annual Research Report
Reprogrammable shape memory necklace polymer materials
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22H01814
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
國武 雅司 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 教授 (40205109)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 智 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (80579839)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 形状記憶 / シリコーン / 無機高分子 / POSS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
形状記憶ポリマーは、ガラス転移温度以下で生じたひずみが、ガラス転移温度ではエントロピー弾性によって、架橋時に決定された構造に復帰する。ガラス転移を跨ぐことが、特性を発現させるキーポイントとなるので、ポリマー自身のガラス転移温度の設定は重要である。
プログラマブルな形状記憶ポリマーを実現する為に、ガラス転移温度の設定が自由に行えるPOSS-DMSネックレスポリマーに注目した。これを元に、物理架橋部位としてポリスチレンを両端に導入したブロックポリマーをデザインした。
ブロックポリマーの合成法として、ネックレスポリマーの末端からポリスチレンを原子移動ラジカル重合法でグラフト化することを最初試みたが、うまくいかなかった。そこで戦略を変えて、短いシロキサン鎖の両端にATRP開始基を導入し、ATRPでポリスチレンを導入した後、環状シリコンをモノマーとする開環平衡 重合を行ったところ、最終的に、ガラス転移温度を自由に調整可能なネックレスポリマーの末端にポリスチレンを導入したブロックポリマーの合成に成功した。
熱特性を調べると、ポリスチレンのガラス転移温度以上では、すべての部分が融解するが、ポリスチレンのガラス転移温度以下にするとポリスチレンが凝集して物理架橋部位となり、熱可塑性エラストマーとなることが確認できた。ネックレスポリマー部位のガラス転移温度を跨ぐことで、形状記憶特性を発現できることも確認できた。
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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
熱可塑性形状記憶ポリマーのための、POSS-DMSネックレスポリマーとポリスチレンからなるブロックポリマーの基本的な合成法を確立できた。これから、系統的に一次構造を変えたブロックポリマーを合成し、形状記憶特性を明らかにする。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発したブロックポリマー合成法に基づき、系統的に一次構造を変えたブロックポリマーを合成する。
またブロックポリマーの熱特性、機械特性、形状記憶特性を調査する。
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