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リビング重合法を基盤とした単分子ポリマーナノパーティクルの精密設計

研究課題

研究課題/領域番号 26888001
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 高分子化学
研究機関北海道大学

研究代表者

磯野 拓也  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), その他 (70740075)

研究期間 (年度) 2014-08-29 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード高分子合成 / 高分子構造・物性 / ナノ材料 / ナノパーティクル / 精密重合
研究実績の概要

単分子ポリマーナノパーティクル(SCNP)はその興味深い構造から基礎的な性質の理解と応用の両面から興味が持たれる。しかし、SCNPの合成ならびに物性に関する基礎科学は未開拓な部分が多い。本年度は精密リビング重合を駆使することで、構造明確なSCNPの合成法の確立を目指した。ブチルアクリレートと3-ブデニルアクリレートをグループトランスファー重合により共重合することで、側鎖オレフィンを持つ前駆体ポリマーを得た。側鎖にオレフィンを持つ繰り返しユニットは全体の50%程度とした。各生成ポリマーの分子量分散度は1.1以下の非常に狭い値であった。これをGrubbs第2世代触媒を用い、大希釈条件下、分子内で閉環メタセシス反応を行うことでSCNPの合成を行った。ジクロロメタン中、ポリマー濃度を0.8 g/Lとして反応を行った結果、生成ポリマーのNMRからは末端オレフィン由来シグナルの減少と内部オレフィン由来シグナルの出現が確認された。さらに、サイズ排除クロマトグラフィー測定から、生成ポリマーの見かけの分子量が低下していることが判明した。このことより、SCNPの生成が確認された。SCNPのサイズを制御する方法として、反応溶媒にジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を用いた。貧溶媒であるヘキサンの割合を増加させることで、よりサイズの小さなSCNPを与えることが判明した。しかし、ヘキサンの割合を増加させすぎると分子間架橋を誘発して、構造が明確なSCNPが得られないことも明らかとなった。また、得られたSCNPについてCrabtree錯体による接触水素化反応を行うことで単一の繰り返しユニットからなるSCNPを得ることに成功した。以上の成果は、構造明確なSCNPを得るための方法論として有用と考えられ、SCNPの基礎科学を構築するための礎となるものである。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2015

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 分子内メタセシス反応によるサイズ制御された単分子ナノパーティクルの合成2015

    • 著者名/発表者名
      渡部航大、高田健司、磯野拓也、田島健次、佐藤敏文
    • 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 – 2015-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] サイズ制御された分子内架橋ポリマーの合成2015

    • 著者名/発表者名
      渡部航大、高田健司、磯野拓也、田島健次、佐藤敏文
    • 学会等名
      第49回高分子学会北海道支部研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館
    • 年月日
      2015-01-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-09-09   更新日: 2016-06-01  

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