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新規高機能性非対称スターポリマーの精密合成と自己組織化によるナノ周期構造の観察

研究課題

研究課題/領域番号 14J10771
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 高分子化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

伊藤 祥太郎  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードリビングアニオン重合 / スターポリマー / グラフトポリマー / 繰り返し法 / ミクロ相分離構造 / ブロック共重合体 / 精密合成 / ポリ(3-ヘキシルチオフェン)
研究実績の概要

本研究で提案している、アニオン重合を利用した「繰り返し法」という合成法を展開することで、スターポリマーとグラフト共重合体の精密合成法の開発を行った。繰り返し法では、1)あらかじめポリマーに導入した反応点と、リビングアニオンポリマーの結合反応によるポリマーセグメントの導入、2)1)と同じ反応点の再導入、の2段階の反応を繰り返すことで、多数のポリマーセグメントを結合させていくことできる。
はじめに、二官能性1,1-ジフェニルエチレンを多官能性試薬として用い、α-フェニルアクリレート基を反応点として用いた繰り返し法により、最大で9種類の異なるポリマーからなるスターポリマーの精密合成を達成した。設計通りのスターポリマーが得られていることをNMR、SECから確認した。腕ポリマーとして、スチレン、1,3-ジエン、ビニルピリジン、メタクリレートとその誘導体を利用することができ、官能基化モノマーを利用することにより、様々な官能基も導入できる汎用性を有している。
次に、同一の分子設計を基にした繰り返し法をグラフト共重合体の合成へ展開した。上述したポリマーを用いて、分岐点当たりそれぞれ1~4本の側鎖ポリマーを有するグラフト共重合体(最大5成分)の系統的な合成に初めて成功し、本研究で開発した合成法により、極めて複雑な分子設計が可能であることを示した。
最後に、スターポリマーとグラフト共重合体の分岐構造の違いに着目し、SAXS測定とTEM観察により、ミクロ相分離構造の観察を行った。合成した3種類のスターポリマーとグラフトポリマーは、ポリスチレン、ポリイソプレン、ポリメタクリル酸メチルの3成分からなり、ほぼ同一の分子量と狭い分子量分布を有しているが、分岐構造が異なる。いずれのサンプルからも3相に別れた相分離構造が確認でき、分岐構造の違いにより、相分離構造が変化することがわかった。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Syntheses of Exactly-Defined Multi-Graft Polymers with Two or More Graft Chains per Branch Point by New Iterative Methodology Based on Living Anionic Polymers2016

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Ito, Saeko Senda, Takashi Ishizone, Akira Hirao
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 7 号: 11 ページ: 2078-2086

    • DOI

      10.1039/c6py00070c

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Precise Synthesis of New Exactly Defined Graft Copolymers Made up of Poly(alkyl methacrylate)s by Iterative Methodology Using Living Anionic Polymerization2015

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Ito, Takashi Ishizone, Akira Hirao
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 48 号: 22 ページ: 8307-8314

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.5b01908

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Successive Synthesis of Multi-Armed and Multi-Component Star-Branched Polymers by New Iterative Methodology Based on Linking Reaction between Block Copolymer In-Chain Anion and -Phenylacrylate-Functionalized Polymer2015

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Ito, Raita Goseki, Ian Manners, Takashi Ishizone, Akira Hirao
    • 雑誌名

      Macromolecular Chemistry and Physics

      巻: 216 号: 14 ページ: 1423-1533

    • DOI

      10.1002/macp.201570044

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of ABC-Type Asymmetric Star Polymers Comprised of Poly(3-hexylthiophene), Polystyrene, and Poly(2-vinylpyridine) Segments2015

    • 著者名/発表者名
      Higashihara, T.; Ito, S.; Fukuta, S.; Koganezawa, T.; Ueda, M.; Ishizone, T.; Hirao, A.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 48 号: 1 ページ: 245-255

    • DOI

      10.1021/ma5023814

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of well-controlled graft copolymers by living anionic polymerization towards exact graft polymers2014

    • 著者名/発表者名
      Ito, S.; Goseki, R.; Ishizone, T.; Hirao, A.
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 5 号: 19 ページ: 5523-5534

    • DOI

      10.1039/c4py00584h

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Precise Synthesis of Graft Copolymers by Iterative Methodology Based on Living Anionic Polymerization2015

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Ito, Satoshi Uchida, Akirao Hirao, Takashi Ishizone
    • 学会等名
      11th International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-10-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 構造が厳密に制御されたグラフト共重合体の精密合成とミクロ相分離構造の観察2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤 祥太郎、打田 聖、平尾明、石曽根 隆
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Presice Synthesis of Graft Copolymers by Iterative Methodology Based on Living Anionic Polymerization2015

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Ito, Saeko Senda, Raita Goseki, Akirao Hirao, Takashi Ishizone
    • 学会等名
      11th International Symposium on Ionic Polymerization
    • 発表場所
      Bordeaux, France
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of ABC-Type Asymmetric Star Polymers Comprised of Poly(3-hexylthiophene), Polystyrene, and Poly(2-vinylpyridine)2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Higashihara, Shotaro Ito, Seijiro Fukuta, Tomoyuki Koganezawa, Mitsuru Ueda, Takashi Ishizone, Akira Hirao
    • 学会等名
      第64回 高分子年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リビングアニオン重合法を用いたポリメタクリル酸エステル類からなるグラフト共重合体の精密合成2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤祥太郎、後関頼太、打田聖、平尾明、石曽根隆
    • 学会等名
      第64回 高分子年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of new block copolymer in-chain anions for the synthesis of miktoarm star polymers2014

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Ito, Raita Goseki, Akira Hirao, Takashi Ishizone
    • 学会等名
      2014 Taiwan-Japan Bilateral Polymer Symposium
    • 発表場所
      National Cheng Kung University(Taiwan, Tainan)
    • 年月日
      2014-10-19 – 2014-10-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Precise Synthesis of Exactly Defined Graft Polymers by Living Anionic Polymerization in Conjunction with Specially Designed Linking Reactions Based Iterative Approach2014

    • 著者名/発表者名
      Akira Hirao, Shotaro Ito
    • 学会等名
      2014 Taiwan-Japan Bilateral Polymer Symposium
    • 発表場所
      National Cheng Kung University(Taiwan, Tainan)
    • 年月日
      2014-10-19 – 2014-10-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二官能性核化合物を用いたリビングアニオン重合法による非対称スターポリマーの精密合成2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤祥太郎、後関頼太、平尾明、石曽根隆
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 鎖中に異なる二つの官能基を有するABジブロック共重合体を利用した繰り返し法によるsuper-H型グラフト共重合体の精密合成2014

    • 著者名/発表者名
      千田紗栄子、伊藤祥太郎、後関頼太、平尾明、石曽根隆
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ブロックコポリマー鎖中アニオンを用いた新規繰り返し法による非対称スターポリマーの精密合成2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤祥太郎、後関頼太、平尾明、石曽根隆、
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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