| 研究課題/領域番号 |
19H02757
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
杉本 裕 東京理科大学, 工学部工業化学科, 教授 (20271330)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
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| キーワード | 二酸化炭素 / エポキシド / 交互共重合 / ポリカルボナート / 親水性高分子 / 分解性高分子 / ポリカーボネート / 生分解性 / 水溶性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
二酸化炭素とエポキシドとの交互共重合により合成される脂肪族ポリカーボネート（二酸化炭素ポリマー）は，脱石油・二酸化炭素資源化と環境負荷の低減を同時に満たす魅力ある樹脂材料であるが，性能の向上や用途の開発が遅れている。そこで本研究は，二酸化炭素ポリマーの優位的かつ加速的な実用化のため，シンプルな構造的修飾のみで高性能化・多機能化することを目的とする。具体的には，生分解性・高吸水性樹脂を始め，固体電解質，生分解性接着剤，二酸化炭素固定用樹脂など，複数の側鎖ヒドロキシ基を導入するだけで多面的な用途展開を期待できる二酸化炭素ポリマーの創出をめざす。
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| 研究成果の概要 |
二酸化炭素とエポキシドの交互共重合により合成される脂肪族ポリカーボネートの研究において，種々の含酸素側鎖官能基を有する構造をデザインし，それぞれの原料化合物となるエポキシドの合成，効率よく二酸化炭素との共重合を進行させる金属錯体触媒の選定，および重合後の脱保護の条件検討を中心に実験を重ねた。
最も実験が進んだ構造のエポキシドからは，平均分子量1万程度のポリマーを合成することに成功し，さらに，導入した側鎖官能基の約70%において保護基を切断し，ポリマーを水溶性化することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二酸化炭素を直接原料として合成される脂肪族ポリカルボナートの性能の向上，特に親水性・水溶性の付与，に関する検討を実施した。親水性・水溶性をもたらす側鎖含酸素官能基の導入に際し，ポリマー合成時の重合反応の制御や重合後の脱保護反応の条件は，主鎖構造の分解反応等と競合する関係にあるため，完璧な条件を整えるまでには至らなかったが，一定の範囲においてはポリカルボナートの水溶性化を実現できた。このことは，単に機能性材料としての用途範囲を拡大することに留まらず，環境漏洩時（海洋上）における自然の中での分解性・無害化にも繋がる重要な知見であるといえる。
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