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2015 Fiscal Year Annual Research Report

力学的刺激により分子鎖が可逆的に切断・再結合する反応性高分子の創製

Research Project

Project/Area Number 26288057
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

大塚 英幸  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (00293051)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords高分子反応 / 高分子合成 / 高分子構造・物性 / メカノクロミズム / 損傷検知
Outline of Annual Research Achievements

平成27年度は、連携研究者として参画している後関頼太助教とともに研究を推進した。平成27年度は、平成26年度に合成した主鎖型、架橋型のジアリールビベンゾフラノン含有ポリマーの特性評価を重点的に行った。具体的には、ジアリールビベンゾフラノン骨格を有する直鎖状高分子および架橋高分子に対して、引張試験や磨り潰し試験を行いながら、電子スピン共鳴測定を行った。
直鎖状高分子に関してはジアリールビベンゾフラノン骨格を有するセグメント化ポリウレタンを中心に研究を行った。直鎖状高分子は有機溶媒に対して可溶性であったため、溶媒キャスト法によりポリマーフィルムを作製し、ダンベル型の試験片への加工した。得られた試験片に対して、引張試験/電子スピン共鳴の同時測定を行い、力学的刺激の強さとラジカル発生の相関関係を明確にすることができた。サンプルの種類によって、延伸初期からラジカル発生が生じるものと、延伸初期はほとんどラジカル発生が見られないが、ある一定の歪みがかかると急激にラジカルが発生するものとがあり、力学応答性ユニットであるジアリールビベンゾフラノン骨格に刺激が伝わりやすさは、その他の分子骨格に大きく依存することを明らかにした。さらに、一連の実験で発生したラジカル由来のシグナルは、炭素ラジカル由来のシグナル(g=2.003)であることもわかった。発生したラジカル種の減衰課程のダイナミクス解析や繰り返し測定も行うことができた。
また、架橋高分子に関しても、一連の実験により多くの知見が得られており、定性・定量の両面で、力学応答性を有する反応性高分子の解析を行うことに成功した。
その他にも、別の分子骨格を有する動的共有結合ポリマーに関する基礎的知見や発展的な知見が多く得られた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の目的のうち、本年度の計画であげていた項目は完了し、期待通りの成果があがったため。

Strategy for Future Research Activity

今後は当初計画どおり、最終年度となる3年度目の研究計画を推進する予定である。

  • Research Products

    (37 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Degradable Epoxy Resins Prepared from Diepoxide Monomer with Dynamic Covalent Disulfide Linkage2016

    • Author(s)
      Akira Takahashi, Tomoyuki Ohishi, Raita Goseki, Hideyuki Otsuka
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 82 Pages: 319-326

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2015.11.057

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Mechanophores with a Reversible Radical System and Freezing-Induced Mechanochemistry in Polymer Solutions and Gels2015

    • Author(s)
      Keiichi Imato, Atsushi Irie, Takahiro Kosuge, Tomoyuki Ohishi, Masamichi Nishihara, Atsushi Takahara, Hideyuki Otsuka
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 54 Pages: 6168-6172

    • DOI

      10.1002/anie.201412413

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Diarylbibenzofuranone-Based Dynamic Covalent Polymer Gels Prepared via Radical Polymerization and Subsequent Polymer Reaction2015

    • Author(s)
      Keiichi Imato, Masamichi Nishihara, Atsushi Irie, Atsushi Takahara, Hideyuki Otsuka
    • Journal Title

      Gels

      Volume: 1 Pages: 58-68

    • DOI

      10.3390/gels1010058

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Self-Healing of a Cross-Linked Polymer with Dynamic Covalent Linkages at Mild Temperature and Evaluation at Macroscopic and Molecular Levels2015

    • Author(s)
      Keiichi Imato, Atsushi Takahara, Hideyuki Otsuka
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 48 Pages: 5632-5639

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.5b00809

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Metathesis-driven Scrambling Reactions between Polybutadiene or Naturally Occurring Polyisoprene and Olefin-containing Polyurethane2015

    • Author(s)
      Tomoyuki Ohishi, Kaori Suyama, Shigehisa Kamimura, Masahide Sakada, Keiichi Imato, Seiichi Kawahara, Atsushi Takaharab, Hideyuki Otsuka
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 78 Pages: 145-153

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2015.09.076

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Mechanochromic Dynamic Covalent Elastomers: Quantitative Stress Evaluation and Autonomous Recovery2015

    • Author(s)
      Keiichi Imato, Takeshi Kanehara, Tomoyuki Ohishi, Masamichi Nishihara, Hirofumi Yajima, Masayoshi Ito, Atsushi Takahara, Hideyuki Otsuka
    • Journal Title

      ACS Macro Lett.

      Volume: 4 Pages: 1307-1311

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.5b00717

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 進化する高分子設計 -共有結合系における高分子の構造・物性の自在変換-2015

    • Author(s)
      大塚英幸
    • Journal Title

      現代化学

      Volume: 530 Pages: 24-28

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 完全自己修復性をもつ高分子ゲルの設計2015

    • Author(s)
      今任景一, 大塚英幸
    • Journal Title

      接着の技術

      Volume: 35 Pages: 16-22

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 動的共有結合化学に基づく高分子の自己修復2015

    • Author(s)
      今任景一, 大塚英幸
    • Journal Title

      日本画像学会誌

      Volume: 54 Pages: 221-228

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高分子鎖を介して分子を引っ張る!-力で生じる化学反応2015

    • Author(s)
      今任景一, 後関頼太, 大塚英幸
    • Journal Title

      化学

      Volume: 70 Pages: 70-71

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 自己修復性高分子の開発動向と構造変換可能な架橋高分子2015

    • Author(s)
      大塚英幸
    • Journal Title

      ペトロテック

      Volume: 38 Pages: 62-66

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 易分解性を有する動的共有結合エポキシ樹脂の開発2016

    • Author(s)
      高橋明、大石智之、後関頼太、大塚英幸
    • Organizer
      精密ネットワークポリマー研究会第9回若手シンポジウム
    • Place of Presentation
      姫路工業大学
    • Year and Date
      2016-03-07 – 2016-03-07
  • [Presentation] Molecular Design of Dynamic Covalent Polymers for Sustainability2015

    • Author(s)
      Hideyuki Otsuka
    • Organizer
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Fixation and Modification of Dynamic Covalent Polymers: Insertion Reactions of Styrene Derivatives into a Disulfide-containing Polyester2015

    • Author(s)
      Yukako Nakai, Akira Takahashi, Raita Goseki, Hideyuki Otsuka
    • Organizer
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural Reorganization of Linear and Cross-linked Polymers Using Exchange Reactions of Diselenide Bonds2015

    • Author(s)
      Nao Suzuki, Tomoyuki Ohishia, Raita Goseki, Huaping Xu, Hideyuki Otsuka
    • Organizer
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 動的共有結合化学を利用する高分子反応系の開発 ~自己修復性および力学応答性を中心に~2015

    • Author(s)
      大塚英幸
    • Organizer
      平成27年度日本接着学会東北支部講演会
    • Place of Presentation
      日本大学工学部
    • Year and Date
      2015-12-07 – 2015-12-07
    • Invited
  • [Presentation] Polymer Reactions Based on Mechanocleavable Dynamic Covalent Linkages2015

    • Author(s)
      Hideyuki Otsuka, Hironori Oka, Raita Goseki
    • Organizer
      Japan-Korea Joint Symposium 2015 (JKJS 2015)
    • Place of Presentation
      Kitakyushu, Japan
    • Year and Date
      2015-10-28 – 2015-10-30
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Reorganizable and Self-healing Networked Materials Based on Dynamic Covalent Chemistry2015

    • Author(s)
      Hideyuki Otsuka, Keiichi Imato, Raita Goseki
    • Organizer
      The 11th International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering (APME 2015)
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2015-10-18 – 2015-10-22
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Exchange Reactions of Diselenide Bonds Leading to Structural Reorganization of Linear and Cross-linked Polymers2015

    • Author(s)
      Nao Suzuki, Tomoyuki Ohishia, Raita Goseki, Huaping Xu, Hideyuki Otsuka
    • Organizer
      The 11th International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering (APME 2015)
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2015-10-18 – 2015-10-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fixation and Modification of Dynamic Covalent Disulfide Linkages in Polymer Main Chains by Insertion Reaction of Styrene Derivatives2015

    • Author(s)
      Yukako Nakai, Akira Takahashi, Raita Goseki, Hideyuki Otsuka
    • Organizer
      The 11th International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering (APME 2015)
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2015-10-18 – 2015-10-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Degradable Epoxy Resins Composed of Dynamic Covalent Disulfide Linkages2015

    • Author(s)
      Akira Takahashi, Tomoyuki Ohishi, Raita Goseki, Hideyuki Otsuka
    • Organizer
      The 11th International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering (APME 2015)
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2015-10-18 – 2015-10-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 危険を知らせて修復も!化学の力で次世代高分子へ挑む2015

    • Author(s)
      大塚英幸
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2015-10-13 – 2015-10-15
    • Invited
  • [Presentation] 動的共有結合化学に基づく高分子の自己修復2015

    • Author(s)
      大塚英幸
    • Organizer
      第10回TPE技術研究会公開講演会
    • Place of Presentation
      三菱ビル
    • Year and Date
      2015-10-02 – 2015-10-02
    • Invited
  • [Presentation] 動的共有結合化学により進化する高分子反応 ~自己修復性および力学応答性を中心に~2015

    • Author(s)
      大塚英幸
    • Organizer
      第41回中国四国地区高分子講座
    • Place of Presentation
      島根大学松江キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-18
    • Invited
  • [Presentation] 分子鎖中央にジアリールビベンゾフラノンを有する結晶性ポリマーの合成とメカノクロミック特性2015

    • Author(s)
      古川茂樹、岡 宏哲、後関頼太、大塚英幸
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [Presentation] ジスルフィド結合を有する動的共有結合エポキシ樹脂の分解挙動2015

    • Author(s)
      高橋 明、大石智之、後関頼太、大塚英幸
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [Presentation] Reactivity and Properties of Cross-linked Polymer Containing Diarylbibenzofuranone2015

    • Author(s)
      Takahiro Kosuge, Keiichi Imato, Tomoyuki Ohishi, Raita Goseki, Hideyuki Otsuka
    • Organizer
      5th International Conference on Self-healing Materials (ICSHM2015)
    • Place of Presentation
      Durham Convention Center, Durham, North Carolina, USA
    • Year and Date
      2015-06-22 – 2015-06-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゾル-ゲル法を用いたジアリールビベンゾフラノン骨格を有する架橋高分子の合成と力学応答性の評価2015

    • Author(s)
      小菅孝浩、今任景一、大石智之、後関頼太、大塚英幸
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [Presentation] 分子鎖中央にジアリールビベンゾフラノン骨格を有する高分子のメカノクロミック特性に及ぼすガラス転移温度の影響2015

    • Author(s)
      岡 宏哲、後関頼太、大塚英幸
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [Presentation] 芳香族ジスルフィド結合間への挿入反応を利用した新規 高分子反応の開発2015

    • Author(s)
      中井祐賀子、高橋 明、後関頼太、大塚英幸
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [Presentation] ジセレニド結合の交換反応を利用した直鎖状および架橋 高分子の構造再編成2015

    • Author(s)
      鈴木 菜穂、今任景一、大石智之、後関頼太、Huaping Xu、大塚英幸
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [Presentation] マルチアリールエタン型新規動的共有結合ポリマーの合成とメカノケミカル反応2015

    • Author(s)
      鷲見聡一、後関頼太、大塚英幸
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [Presentation] 結晶性高分子鎖の中央にジアリールビベンゾフラノンを有するポリマーの合成とメカノクロミック特性2015

    • Author(s)
      古川茂樹、岡 宏哲、後関頼太、大塚英幸
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [Presentation] 交換反応を利用したジスルフィド結合含有エポキシ樹脂の光分解2015

    • Author(s)
      高橋 明、大石智之、後関頼太、大塚英幸
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [Presentation] 動的共有結合ポリマー、-ゲル・エラストマーを中心に-2015

    • Author(s)
      大塚英幸
    • Organizer
      第119回配合技術研究分科会
    • Place of Presentation
      日本ゴム協会会議室
    • Year and Date
      2015-05-13 – 2015-05-13
    • Invited
  • [Presentation] 動的共有結合化学が拓く新しい反応性高分子デザイン2015

    • Author(s)
      大塚英幸
    • Organizer
      第19回関西若手高分子セミナー
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2015-05-12 – 2015-05-12
    • Invited
  • [Remarks] 大塚研究室ホームページ

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/otsuka/index.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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