2013 Fiscal Year Research-status Report
環境負荷低減に貢献するエチレン・プロピレンゴム合成技術の開発
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25810128
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Oyama National College of Technology |
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Principal Investigator |
西井 圭 小山工業高等専門学校, 物質工学科, 講師 (00552928)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ペンタジエン / イソタクチック-cis-1,4-ポリペンタジエン / エチレン・プロピレンゴム / 水素添加反応 / 余剰化石資源 |
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| Research Abstract |
われわれは余剰C5留分（ペンタジエン）の有効利用を考え研究を行ってきた．その結果，ペンタジエン（PD）の精密構造制御重合に成功した．得られたイソタクチック-cis-1,4-ポリPD（ICPPD）はcis-1,4-構造選択率97%のポリイソプレン（PIP）と同等のガラス転移温度（Tg）を有し，工業的に重要なPIPの代替材料になりうることを示した．
一方，EPM・EPDM（エチレン・プロピレンゴム，エチレン・プロピレン・ジエンゴム）は，原油を蒸留・精製し，さらに分解・精製して得られるエチレンとプロピレンを共重合して製造される．得られたEPM・EPDMの用途は，自動車用水系ホースなど自動車用ゴム部品，建築用ゴム製品，電線の被覆材，オレフィン系樹脂の耐衝撃性改質剤として幅広く用いられている．ところで，前述した製造工程は，蒸留，分解，精製そして重合と複数存在し，各工程では膨大なエネルギーが消費されている．
本研究では，化石資源のさらなる有効利用・環境負荷低減を考慮し，余剰C5留分で合成したICPPDからEPM・EPDMの合成を検討した．実験は，試薬のp-トルエンスルホニルヒドラジド（TSH）を用いてICPPDの水素添加反応（水添反応）を行いEPM・EPDMを合成する．水添反応条件を検討した結果，水添反応120 時間ではエチレン・プロピレン完全交互配列EPMの合成に成功した．一方，水添反応72 時間以内では，ICPPD由来の不飽和部位を有するEPDMが得られた．熱分析では，既製品EPM（エチレン含量52wt%）のTgが-59.6 ℃であったのに対し，本研究で得られたEPMのTgは-61.6 ℃を示した．よって，エチレンとプロピレンを用いず，ICPPDから合成したEPMは，既製品EPM代替材料になりうることがわかった．
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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
ポリペンタジエンの水素添加反応を所定時間行うと，エチレン・プロピレン完全交互配列EPMが生成することを見出した．本結果は，われわれが目的とする余剰化石資源からEPM・EPDMを合成する技術開発の重要な知見となる．よって，研究はおおむね順調に進展していると考えた．
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| Strategy for Future Research Activity |
目的とする余剰化石資源からのEPM合成に成功したので，本ポリマーの大量合成を検討する．その後，各種物性評価を目指す．また，ペンタジエンとジシクロペンタジエンの共重合を検討し，新規EPDM合成技術の探索を行いたいと考えている．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
前年度購入予定であった設備に関して，初年度の物品費が約40万円足りず購入できなかったが，前年度の研究計画を遂行するうえで支障はなかった．しかし，次年度の研究計画では必要となるため，次年度購入費として約50万円を未使用額にした．
前年度の残額50万円と次年度交付予定額50万円を合算して，前年度導入予定であった設備を購入する計画である．
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