新しい架橋法による新規な三次元網目構造を持つ高分子ゲルの創製とその性質の解明

• 研究課題/領域番号: 24550259
• 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: 滋賀県立大学
• 研究代表者: 廣川 能嗣 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (60436722)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 高分子 / ゲル / 架橋 / 膨潤度 / 感温性 / 活性エステル / ジビニル / 網目 / 二段階調製法 / 後架橋 / 高分子ゲル / 刺激応答性 / アクチュエーター / 共重合法 / 感温性高分子ゲル / 高速応答性 / ジビニル架橋法

研究成果の概要

新規な三次元網目構造を持つ高分子ゲルを得るために、新しい架橋法を開発した。更に、得られた新規な構造を持つゲルの性質を解明した。
新しい架橋法とは、まず、架橋点となる反応性側鎖を持つ線状高分子を合成、次に、その反応性側鎖を利用し架橋してゲルを得る方法である。得られた新規な構造を持つゲルは、三次元網目鎖の連鎖分布等において、従来のジビニル化合物共存下共重合法で得られたゲルと比べて構造的に全く異なった。また、その性質においても、①架橋反応時の溶媒効果、②膨潤度の温度依存性、③架橋密度の制御性や官能基導入の容易性、④温度変化による膨潤度の変化速度などの点で従来にない特徴を有することが判明した。

研究成果

• [学会発表] Network Architecture of Thermo-responsive Polymer Gel for Application to Actuator (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshitsugu Hirokawa, Shohei Ida
  • 学会等名: EMN Meeting On Hydrogel Materials
  • 発表場所: シンガポール
  • 年月日: 2016-05-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 共架橋法による高速温度応答ゲルの合成とアクチュエータへの応用展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河端 秀和、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 学会等名: 第27回高分子ゲル研究討論会
  • 発表場所: 東京大学山上会館
  • 年月日: 2016-01-18
• [学会発表] 親・疎水性バランス制御による感温性ゲルの創成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 廣川 能嗣、伊田 翔平、河原 徹、谷本 智史
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 共架橋法による感温性ゲルアクチュエータの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河端 秀和、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Precision Synthesis of Telechelic PNIPAAm for Design of Homogeneous Gels via End-Crosslinking by Thiol-Ene Reaction (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshitsugu Hirokawa, Shohei Ida, Masamitsu Yamawaki, Satoshi Tanimoto
  • 学会等名: 250th American Chemical Society National Meeting and Exposition
  • 発表場所: ボストン（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-08-16
  • 国際学会
• [学会発表] Design of Homogeneous PNIPAAm Gels via End-Crosslinking by Thiol-Ene Reaction (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshitsugu Hirokawa, Shohei Ida, Masamitsu Yamawaki, Satoshi Tanimoto
  • 学会等名: International Symposium on Ionic Polymerization (IP’15)
  • 発表場所: ボルドー（フランス）
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-10
• [学会発表] Design of Homogeneous PNIPAAm Gels via End-Crosslinking by Thiol-Ene Reaction (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshitsugu Hirokawa, Shohei Ida, Masamitsu Yamawaki, Satoshi Tanimoto
  • 学会等名: International Symposium on Ionic Polymerization (IP’15)
  • 発表場所: ボルドー大学（フランス）
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] 感温性ゲルアクチュエータへの利用を目指した高速応答ゲルの共架橋法による合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河端 秀和、伊田 翔平、谷本 智史、廣川能嗣
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] 共架橋法により親水性ドメインを導入した感温性ゲルの応答挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河端 秀和、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] PNIPAAmと親水性高分子の共架橋法による高速温度応答ゲルの合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河端 秀和、河原 徹、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 学会等名: 第60回高分子研究発表会
  • 発表場所: 兵庫県民会館
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-25
• [学会発表] 活性エステル後架橋法を利用した温度応答性ゲルの膨潤特性制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊田 翔平、桂田 章光、河原 徹、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [学会発表] 共架橋法による網目鎖の連鎖分布制御に基づく感温性ゲルの高速応答化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河端 秀和、河原 徹、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [学会発表] 後架橋によるビニル系高分子ゲルの創製（依頼講演） (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣川能嗣、桂田章光、木村亮平、河原徹、藤田裕貴、伊田翔平、谷本智史
  • 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
• [学会発表] 活性エステルを用いた後架橋法によるPNIPAAmゲルの合成と特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 桂田章光、伊田翔平、谷本智史、廣川能嗣
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] 水への親和性が異なるポリマーの共架橋によるゲルの調製とその評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 河原徹、桂田章光、伊田翔平、谷本智史、廣川能嗣
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] 高分子ゲルの膨潤特性に及ぼすネットワーク連鎖分布の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊田翔平、河原徹、桂田章光、谷本智史、廣川能嗣
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] 高分子ゲル網目鎖の連鎖分布制御による膨潤特性への影響
  • 著者名/発表者名: 伊田 翔平、河原 徹、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 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
• [学会発表] PNIPAAm後架橋ゲルにおける架橋剤構造の影響
  • 著者名/発表者名: 桂田 章光、辻尾 光弘、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 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
• [学会発表] 様々なアミン架橋剤を用いた後架橋によるPNIPAAmゲルの合成
  • 著者名/発表者名: 桂田 章光、辻尾 光弘、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 学会等名: 第59回高分子研究発表会
  • 発表場所: 兵庫県民会館
• [学会発表] 活性エステル後架橋法によるPNIPAAmゲル合成におけるアミン架橋剤の影響
  • 著者名/発表者名: 桂田 章光、伊田 翔平、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] 温度応答性ゲルの感温特性に及ぼす網目連鎖構造の影響
  • 著者名/発表者名: 伊田 翔平、河原 徹、石川 達也、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] 後架橋法による温度応答性高分子ゲルの合成と膨潤特性制御
  • 著者名/発表者名: 伊田 翔平、桂田 章光、河原 徹、谷本 智史、廣川 能嗣
  • 学会等名: 第25回高分子ゲル研究討論会
  • 発表場所: 東京大学山上会館
• [図書] ゲルの安定化と機能性付与・次世代への応用開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣川能嗣、伊田翔平
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 技術情報協会
• [備考] 高分子ゲル
  • URL: http://www.mat.usp.ac.jp/polymer-chemistry/polymeric_gel.html
• [備考] 高分子ゲル
  • URL: http://www.mat.usp.ac.jp/polymer-chemistry/index.html