2013 Fiscal Year Annual Research Report
希土類を基盤とする精密共重合触媒系の構築と高機能性高分子材料の開発
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24350030
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
西浦 正芳 独立行政法人理化学研究所, 侯有機金属化学研究室, 専任研究員 (30332258)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 希土類アルキル錯体 / スカンジウム / イソプレン / ヘプタジエン / 共重合 |
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| Research Abstract |
本研究では、優れた物性を持つ高分子材料の合成を目指して、希土類錯体の特異な性質を利用した高活性、高選択的な重合触媒系の構築を行っている。本年度は、本年度は、様々な配位子を持つハーフサンドイッチ型スカンジウムジアルキル錯体を用いて、1,6-ヘプタジエン（HPD）とイソプレン（IP）の共重合について詳細に検討したところ、触媒活性や立体選択性において顕著な配位子の効果が見いだされた。THFが配位したスカンジウム錯体またはメトキシ基を側鎖として有するスカンジウム錯体を用いて共重合を行うことにより、メチレン-1,3-シクロヘキサン(MCH), 3,4-ポリイソプレン(3,4-IP)と1,4-ポリイソプレン(1,4-IP)ユニットを有するランダム共重合体が得られた。またモノマーの仕込み比を変えることにより、HPDモノマーユニットの含有率を11－55モル％で制御できることが明らかとなった。またホスフィンオキシド側鎖を有するスカンジウム触媒を用いて共重合反応を行うことにより、3,4-IP, 1,4-IPとMCH構造を有する交互共重合体の合成に初めて成功した。この触媒によるHPDの環化重合は位置および立体選択的に進行し、cis-MCHの選択性が最高９９％に達した。この共重合体の機械物性を測定した結果、引っ張り強度は最高67 MPa、弾性率は最高2900 MPaに達し、対応するイソプレンと1,6-ヘプタジエンのランダム共重合体に比べて数倍の強度を示した。今後新たな重合触媒を開発し、特異な機能を発現する高分子材料の開発を進める予定である。
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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
ヘプタジエンとイソプレンの共重合反応において、触媒の配位子を制御することにより、ランダム共重合体と交互共重合体を作り分けることが可能であり、得られた共重合体の物性が大きくミクロ構造に依存することが見出され、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き希土類重合触媒を開発するとともに、新しいオレフィン類の立体選択的共重合反応やリビング重合技術を用いて耐熱性に優れたエラストマーの開発に向けて研究を進める予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度後半にこの研究に参画する博士研究員が新たに配属される予定であり、一部の基金を残している。また昨年度の後半にグローブボックスを3台購入したため、1年後にメンテナンス費用がかかることも理由の一つである。
今年度の基金と合わせ、実験器具や試薬の購入および学会発表のために使用する計画である。また、グローブボックスの溶媒吸着用活性炭、銅触媒やブチルグローブなどを今年度後半に購入する予定である。
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