| 研究課題/領域番号 |
21K05198
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
駒口 健治 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (80291483)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | ヒンダードアミン系光安定剤 / 光酸化反応 / Denisovサイクル / ニトロキシドラジカル / 電子スピン共鳴法 / ウレタン / 耐候劣化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヒンダードアミン系光安定剤（HALS）は，有機高分子材料の代表的な耐候劣化防止剤で，少量の添加にもかかわらず優れた効果を示す。HALS分子は，添加時の状態ではラジカル捕捉能を有しないが，光酸化でニトロキシドラジカルに変化することではじめて捕捉能を発揮する。しかし，このHALSの覚醒反応を含めてその動作機構の詳細は明らかにされていない。本研究では，HALSが活性HALSに変化する覚醒反応について，電子スピン共鳴法を用いて調査する。覚醒反応に関する知見は，HALSの動作機構の理解を深めるためには必須であり，新しいHALSの開発や高分子材料の寿命の評価法開発にも極めて有用である。
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| 研究成果の概要 |
分子内に2,2,6,6-テトラメチルピペリジル基を有する光安定剤（HALS）について、有機溶液の光酸化により生成するニトロキシドラジカルを電子スピン共鳴法を用いて詳しく調べた。ピペリジル基のNに導入された置換基の種類（－H、－CH3、－O(CH2)7CH3）によってニトロキシドラジカルの生成速度は大きく異なることがわかった。溶媒にn-ヘキサンを用いたとき、ニトロキシドラジカルの生成と光分解が一次反応則に従って同時に進行すると仮定して、速度論的解析を行った結果、本実験条件下において，速度定数の相対値として、－CH3：－H：－O(CH2)7CH3 ＝1 : 6 : 22と評価することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ヒンダードアミン系光安定剤（HALS）は、家電製品や自動車などに広く使われる高分子材料の耐候劣化を抑制するための添加剤である。本研究では、HALS分子が光安定剤としての機能を発現するニトロキシドラジカルの生成反応（光酸化反応）を詳しく調べた。ラジカルを選択的に高感度で検出することができる電子スピン共鳴法を用いて得られた結果は、不明な点が多いHALSの動作機構に関する新しい知見となる。さらに、実際の使用では経験的に決められていることが多いHALS添加量や分子構造などに関する実験的根拠が得られ、高効率で長寿命の次世代HALSの分子設計や開発に役立つと期待される。
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