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連鎖ラジカル重合による配列の制御された分解性共重合体の合成

研究課題

研究課題/領域番号 21F20341
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分35010:高分子化学関連
研究機関京都大学

研究代表者

大内 誠  京都大学, 工学研究科, 教授 (90394874)

研究分担者 LAI HAIWANG  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2022年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード分解 / 配列 / ラジカル重合 / 共重合 / 変換
研究開始時の研究の概要

環境に優しい高分子材料として,使用している時は分解の恐れがなく所望の特性を発現し,使用後にある刺激で分解できる高分子の開発が求められています。本研究ではモノマー単位の並び方(配列)を精密に制御し,ある刺激で分解できる結合を周期的に導入した高分子を設計・合成し,このようなスイッチング分解材料の開発を目指します。

研究実績の概要

環境に優しい高分子材料として,使用している時は分解の恐れがなく所望の特性を発現し,使用後にある刺激で分解できる高分子の開発が求められている。本研究ではモノマー単位の並び方(配列)を精密に制御し,ある刺激で分解できる結合を周期的に導入した高分子を設計・合成し,このようなスイッチング分解材料の開発を目指している。
2022年度は分解材料の開発で問題になる安定性の両立に向けて,自己修復性材料の開発を検討した。高分子材料に自己修復性を付与するためには非共有結合で鎖同士の相互作用を動的に強める必要があり,これまでの自己修復性を示す高分子材料には特殊な官能基を導入して非共有結合をデザインする必要があった。最近メタクリル酸メチル(MMA)とアクリル酸ブチル(BA)という汎用モノマーの共重合体が自己修復性を示し,さらに両ユニットの交互配列が自己修復性に重要であると推察している論文が報告されたため,我々は両モノマーの交互配列制御を目指した。重合後にメタノールによるエステル交換反応でMMAに変換できながら,かさ高さのために単独重合性を示さないモノマーを開発し,このモノマーとBAのラジカル共重合が交互共重合で進行することを明らかにした。重合後にメタノールによってMMAとBAの交互共重合を精密に合成し,対応する1:1統計的共重合体に比べて高い自己修復性を示すことを明らかにした。この成果をまとめた論文はAngewandte Chemie誌に受理され,Hot Paperに選出されるほど注目された。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Transformable and Bulky Methacrylate Monomer That Enables the Synthesis of an MMA‐nBA Alternating Copolymer: Sequence‐Dependent Self‐Healing Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Lai Haiwang、Jin Changming、Park Junsu、Ikura Ryohei、Takashima Yoshinori、Ouchi Makoto
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 62 号: 14

    • DOI

      10.1002/anie.202218597

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Backbone-Degradable Polymers via Radical Copolymerizations of Pentafluorophenyl Methacrylate with Cyclic Ketene Acetal: Pendant Modification and Efficient Degradation by Alternating-Rich Sequence2021

    • 著者名/発表者名
      Lai Haiwang、Ouchi Makoto
    • 雑誌名

      ACS Macro Letters

      巻: 10 号: 10 ページ: 1223-1228

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.1c00513

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Syntheses of Degradable Alternating Copolymers via Radical Copolymerization of a Bulky Electron-Deficient Methacrylate with Cyclic Ketene Acetal2021

    • 著者名/発表者名
      Haiwang Lai, Makoto Ouchi
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.living.polym.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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