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四官能有機ゲル化剤の自己組織化を利用した高性能超分子複合材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 23550250
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・繊維材料
研究機関千葉工業大学

研究代表者

柴田 充弘  千葉工業大学, 工学部, 教授 (60286143)

研究期間 (年度) 2011 – 2014
研究課題ステータス 中途終了 (2011年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードスターポリマー / 超分子 / ポリマーネットワーク / オルガノゲル / カプロラクトン / ハイブリッド / Diels-Alder反応 / 熱可逆性 / 超分子相互作用 / 酸-塩基相互作用 / 自己組織化 / 有機-無機ハイブリッド / ポリカプロラクトン / 水素結合 / イオン結合 / ネットワークポリマー
研究概要

ペンタエリスリトールとカプロラクトンの反応により末端OH四官能カプロラクトンオリゴマー(Tetra-OH-CLO)を合成し,さらに無水コハク酸,無水フタル酸,テトラクロロ無水フタル酸の反応により末端カルボン酸誘導体(Tetra-SA-CLO, Tetra-PA-CLO, Tetra-TCPA-CLO)を合成し,Tetra-OH-CLOとニコチン酸の反応により得られる末端ピリジン誘導体(Tetra-NA-CLO)との混合物の有機溶媒中でのゲル化挙動を調べた。その結果,いずれの混合物もDMF中で15℃付近にゾル-ゲル転移温度をもつ水素結合型熱可逆性オルガノゲルになることを確認した。その成果はJournal of Colloid and Interface Science, 404, 8-15 (2013) (Impact Factor:3.17)に公表した。当初予定のスルホン酸末端誘導体も合成したが,非常に不安定であったので,二官能スルホン酸を新たに合成し,Tetra-NA-CLOと組み合わせることにより同様にゲル化することを確認した。また,スルホン酸末端ポリシルセスキオキサンを合成し,Tetra-NA-CLOと相互作用させることによりイオン相互作用型有機-無機ハイブリッドを合成することにも成功している。これらの研究を発展させ,Tetra-OH-CLOからマレイミド末端とフラン末端誘導体を合成し,Diels-Alder反応による熱可逆性オルガノゲルの形成にも成功した。これらの成果はPolymer, 54,3206-3216(2013)(Impact Facto:3.38)に公表した。さらに最近Tetra-SA-CLO, Tetra-PA-CLOと水酸化カルシウムを反応させることにより40から90℃にゾル-ゲル転移温度をもつアイオノマーゲルの作製にも成功し学会発表する予定である。

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (10件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Organogelation behavior and thermal properties of supramolecular polymer network composed of carboxy- and pyridyl-terminated 4-arm star-shaped ε-caprolactone oligomers2013

    • 著者名/発表者名
      Taro Nakamura, Xiaoyun Chu, Toshiaki Shimasaki, Mitsuhiro Shibata
    • 雑誌名

      Journal of Colloid and Interface Science

      巻: 404 ページ: 8-15

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2013.04.039

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organogelation behavior, thermal and mechanical properties of polymer network formed by the Diels-Alder reaction of furan- and maleimide-terminated four-arm star-shaped ε-caprolactone oligomers2013

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Ikeda, Daisuke Oikawa, Toshiaki Shimasaki, Naozumi Teramoto, Mitsuhiro Shibata
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 54 号: 13 ページ: 3206-3216

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2013.04.052

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal and mechanical properties of semi-interpenetrating polymer networks composed of diisocyanate-bridged four-arm star-shaped ε-caprolactone oligomers and poly(ε-caprolactone)2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Shibata, Naozumi Teramoto, Kyohei Hoshino, Hayato Takasa, Ayaka Shibita
    • 雑誌名

      Journal of Applied Polymer Science

      巻: 130 号: 6 ページ: 4229-4236

    • DOI

      10.1002/app.39551

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular composites of photo-cured acrylated castor oil and fibers formed by the self-assembly of low molecular weight organic gelators2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Shibata, Takuya Kakihara, Syotarou Obara
    • 雑誌名

      Polymer Composites

      巻: 33 号: 11 ページ: 2001-2008

    • DOI

      10.1002/pc.22341

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular composites of photo-cured acrylated epoxidized soybean oil and fibers formed by the self-assembly of low molecular-weight organic gelators2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Shibata, Katsuyuki Kaneko, Takuya Kakihara
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 43 ページ: 552-558

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] スルホン酸及びピリジン末端4官能カプロラクトンオリゴマーからなる超分子ネットワークポリマーの創製2013

    • 著者名/発表者名
      中村太郎,郡拓哉,福家貴人,チョ祥雲,島崎俊明,寺本直純,柴田充弘
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] フラン及びマレイミド末端4官能カプロラクトンオリゴマーのDiels-Alder反応を利用した熱可逆性ネットワークポリマーの創製2013

    • 著者名/発表者名
      老川大輔,関 正寛,池田俊彬,島崎俊明,寺本直純,柴田充弘
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カルボン酸及びピリジン末端4官能カプロラクトンオリゴマーを用いたカルシウム・銅を含む超分子ネットワークポリマーの物性2013

    • 著者名/発表者名
      中村太郎,島崎俊明,寺本直純,柴田充弘
    • 学会等名
      第22回材料フォーラム
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ジイソシアネート架橋4アーム星型カプロラクトンオリゴマーとポリカプロラクトンのセミIPNの作製と物性2013

    • 著者名/発表者名
      高瀬勇人,星野恭平,志比田彩花,島崎敏明,寺本直純,柴田充弘
    • 学会等名
      第22回材料フォーラム
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 低分子ゲル化剤の自己組織化を利用した光硬化ひまし油アクリレートに基づくバイオコンポジットの創製2011

    • 著者名/発表者名
      柿原卓哉,小原正太郎,寺本直純,柴田充弘
    • 学会等名
      第20回ポリマー材料フォーラム (高分子学会)
    • 発表場所
      タワーホール船堀 (東京都)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] カルボン酸及びピリジン末端4官能カプロラクトンオリゴマーからなる超分子ネットワークポリマーの創製

    • 著者名/発表者名
      チョ祥雲,中村太郎,寺本直純、柴田充弘
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] フラン末端四官能カプロラクトンオリゴマーとビスマレイミドのDiels-Alder反応を利用した熱可逆性ネットワークポリマーの創製

    • 著者名/発表者名
      池田俊彬,老川大輔,島崎俊明,寺本直純,柴田充弘
    • 学会等名
      第21回材料フォーラム(高分子学会)
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] カルボン酸およびピリジン末端四官能カプロラクトンオリゴマーを用いた金属を含む超分子ネットワークポリマーの創製

    • 著者名/発表者名
      中村太郎,チョ祥雲,島崎俊明,寺本直純,柴田充弘
    • 学会等名
      第21回材料フォーラム(高分子学会)
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] スルホン酸及びピリジン末端4官能カプロラクトンオリゴマーからなる超分子ネットワークポリマーの創製

    • 著者名/発表者名
      中村太郎,郡拓哉,福家貴人,チョ祥雲,島崎俊明,寺本直純,柴田充弘
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] フラン及びマレイミド末端4官能カプロラクトンオリゴマーのDiels-Alder反応を利用した熱可逆性ネットワークポリマーの創製

    • 著者名/発表者名
      老川大輔,関 正寛,池田俊彬,島崎俊明,寺本直純,柴田充弘
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 千葉工業大学環境有機材料化学研究室

    • URL

      http://www.le.it-chiba.ac.jp/env-org/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 千葉工大 環境有機材料化学研究室のHP

    • URL

      http://www.le.it-chiba.ac.jp/env-org/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ic.it-chiba.ac.jp/yo/index.html

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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