2014 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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| 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 | エチレン-プロピレン-ジエンゴム / cis-1,4-polypentadiene / trans-1,4-polypentadiene / (E)-1,3-pentadiene / 有機金属錯体触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，環境負荷低減，余剰化石資源の有効利用を指向した材料合成を目的とした．具体的には，有機希土類金属錯体触媒，水素化試薬および官能基化試薬を用いて余剰C5留分の一部であるペンタジエン（(E)-1,3-pentadiene）を工業材料として重要なEPM，EPDM（エチレン-プロピレン-ジエンゴム）あるいは官能基化EPDMに転換する合成技術の開発を行った．
上記目的のもと，現在の遂行状況を以下にまとめた．
①前年までの研究で得られた「cis-1,4-polypentadiene」の部分水素化および官能基化を検討した．具体的には，パラトルエンスルホニルヒドラジドとメタクロロ過安息香酸を用いて水素化および官能基化の反応時間と温度を詳細に検討した．その結果，ジエン由来の二重結合部分の水素化および官能基化（エポキシ化）が進行し，EPDMおよび官能基化EPDMの合成に成功した．
②ペンタジエンの有効活用という観点から，「trans-1,4-polyisoprene」代替材料の合成も検討した．具体的には，15種類の希土類金属錯体触媒を用いてペンタジエンの重合を検討した．その結果，イオン半径が比較的大きい金属を用いた場合，trans-1,4-構造を多く含有するポリマー（> 90%）が生成した．本ポリマーの熱物性を測定したところ，融点がおよそ40℃，ガラス転移温度が-50℃であることを確認した．以上の結果，「trans-1,4-polypentadiene」は「trans-1,4-polyisoprene」代替材料になり得ることを明らかにした．
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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
研究実績で記載した「trans-1,4-polypentadiene」合成は，室温で比較的高い立体選択性
（trans-1,4選択率90%程度）を有していた．さらに，安定な重合活性を示すことも確認した．以上の結果，均一系触媒によるtrans-1,4-polypentadiene合成にはじめて成功したので，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 |
今後の研究方策としては，現在までの達成度で記載した「trans-1,4-polypentadiene」合成の詳細な検討を行う．具体的には，(E)-1,3-pentadieneのtrans-1,4-選択的リビング重合系の開発を検討する．本重合系の達成は，新規重合触媒系の発見のみならず，異種モノマーとのブロック共重合により新規エラストマー材料の創製にも貢献できる．
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