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大環状ポリマーブラシの合成と環拡大ビニル重合機構の実証

研究課題

研究課題/領域番号 16K05786
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 高分子化学
研究機関山形大学

研究代表者

鳴海 敦  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (60443975)

研究分担者 矢野 重信  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 客員教授 (60011186)
研究協力者 川口 正剛  
菊地 守也  
Binder Wolfgang H.  
熊木 治郎  
山田 将貢  
海野 倭  
小林 哲也  
宮崎 翼  
長谷川 集平 (長谷川 燎)  
柳澤 燎  
富山 美穂  
榎本 航之  
松田 圭悟  
Shaykoon Ahmed Shaykoon Montaser  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード大環状ポリマー / ポリマーブラシ / リビングラジカル重合 / 環拡大ビニル重合 / ラジカル環交差反応 / 動的共有結合 / 原子間力顕微鏡 (AFM) / 環状開始剤 / 閉環メタセシス反応 / SEC-MALS / 回転半径 / 高分子合成 / 制御ラジカル重合 / 環拡大重合
研究成果の概要

「環拡大ビニル重合」すなわち「ビニルモノマーの環拡大重合」を可能とする重合系の開発に関する研究を実施した。ポリマーブラシ化することにより、重合生成物のモルフォロジーを原子間力顕微鏡 (AFM) で観察した。大環状ポリマーブラシが観察され、最終的に当該重合系が環拡大制御ラジカル重合で進行することを実証した。クロマトグラフィーや分光学的手法を用いた分子鎖解析を併せ、これまで不明であった環拡大ビニル重合の機構に関して重要な知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

1990年代から、精密高分子合成法としてリビングラジカル重合 (制御ラジカル重合) が加わり、ビニルポリマーの特殊構造化・多様化が進められてきた。しかし、ビニルモノマーの環拡大重合に関してはその開発が世界的に特に遅延している。本研究では、顕微鏡による分子鎖の観察と解析・統計を併せ、学術的に有意義な重要な知見を得た。材料の軽量化・高強度化を達成する手段として、ポリマーへの環状モルフォロジーの導入は産業界でも注視されており、本研究の成果は社会的にも有意義である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] マルティン・ルター大学ハレ・ ヴィッテンベルク(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] マルティン・ルター大学ハレ・ヴィッテンベルク(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] マルティン・ルター大学ハレ・ヴィッテンベルク(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Ring-expansion/contraction radical crossover reactions of cyclic alkoxyamines: A mechanism for ring expansion-controlled radical polymerization2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Narumi, Tetsuya Kobayashi, Masatsugu Yamada, Wolfgang H. Binder, Keigo Matsuda, Montaser Shaykoon, Ahmed Shaykoon, Kazushi Enomoto, Moriya Kikuchi, and Seigou Kawaguchi
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 10 号: 6 ページ: 638-638

    • DOI

      10.3390/polym10060638

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ring Expansion-controlled Radical Polymerization: Synthesis of Cyclic Polymers and Ring Component Quantification Based on SEC-MALS Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Narumi, A.; Hasegawa, S.; Yanagisawa, R.; Tomiyama, M.; Yamada, M.; Binder, W. H.; Kikuchi, M.; Kawaguchi, S.
    • 雑誌名

      React. Funct. Polym.

      巻: 104 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.reactfunctpolym.2016.04.013

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Polymer Synthesis using Intramolecularly-Tethered Controlled Radical Polymerization Initiator2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Narumi
    • 学会等名
      IPOMY: The First International Conference of Polymeric and Organic Materials in Yamagata University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ring Expansion-Controlled Radical Polymerization. Brush-Modification and AFM Observation2019

    • 著者名/発表者名
      Yamato Unno, Masatsugu Yamada, Moriya Kikuchi, Wolfgang H. Binder, Jiro Kumaki, Seigou Kawaguchi, Atsushi Narumi
    • 学会等名
      IPOMY: The First International Conference of Polymeric and Organic Materials in Yamagata University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Ring-Expansion/Contraction Radical Crossover Reactions of Cyclic Alkoxyamine and Its Application to the Synthesis of Glycopolymer Brush2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Kobayashi, Moriya Kikuchi, Wolfgang H. Binder, Jiro Kumaki, Seigou Kawaguchi, Atsushi Narumi
    • 学会等名
      IPOMY: The First International Conference of Polymeric and Organic Materials in Yamagata University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 主鎖にビニルモノマーを挿入する環拡大重合の開発2018

    • 著者名/発表者名
      鳴海敦
    • 学会等名
      2018年度 繊維学会東北・北海道支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環拡大ビニル重合が与えるポリマーのブラシ化とAFM観察2018

    • 著者名/発表者名
      海野倭、山田将貢、熊木治郎、菊地守也、川口正剛、鳴海敦
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cyclic Polymer Synthesis via Ring Expansion-Controlled Radical Polymerization2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Narumi
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Polymeric Materials 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 環拡大リビングラジカル重合における動的環融合反応の検2017

    • 著者名/発表者名
      小林哲也 山田将貢 菊地守也 川口正剛 鳴海敦
    • 学会等名
      2017高分子学会東北支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大環状ビニルポリマーの環拡大リビングラジカル重合による合成2016

    • 著者名/発表者名
      山田 将貢、柳澤 燎、鳴海 敦、海野 倭、小林 哲也、菊地 守也、川口 正剛
    • 学会等名
      2016高分子学会東北支部研究発表会
    • 発表場所
      山形大学工学部フロンティア有機システムイノベーション拠点(11号館)未来ホール
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 環状高分子の合成と機能発現 (監修:手塚育志)・第Ⅲ編 設計・合成 (環状高分子)・第3章 ビニルモノマーの環拡大重合2018

    • 著者名/発表者名
      鳴海 敦
    • 総ページ数
      336
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313993
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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