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環状シロキサンを元素ブロックとしたハイブリッドネットワークポリマー薄膜の構築

公募研究

研究領域元素ブロック高分子材料の創出
研究課題/領域番号 25102504
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

三ツ石 方也  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70333903)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード高分子合成 / ハイブリッド / 薄膜 / ヒドロシリル化反応 / ネットワーク
研究実績の概要

環状シロキサンの官能基をビニル基とした2,4,6,8-Tetramethyl-2,4,6,8-tetravinylcyclotetrasiloxane(TMVS)を用いて、ハイブリッドネットワークポリマー薄膜の検討を行った。ヒドロシリル化反応における触媒量をできるだけ少量とし、TMVSと二官能性モノマー1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (TMS)の総モノマー濃度と混合比を調整し、トルエン溶媒中にてヒドロシリル化反応を行ったところ、混合比1:1にて、総モノマー濃度6mol/L以下の場合、トルエン、THF、クロロホルムなどの汎用性溶媒可溶なハイブリッドポリマー(TMVS-TMS)を得ることができた(収率~90%)。混合比1:2の場合ではゲル化が生じた。昨年度報告したTMCS環状シロキサンモノマーと比較すると、混合比の条件は同じであり、ポリマー合成条件の許容総モノマー濃度がTMVSの方で増加した。得られたハイブリッドポリマーについてSECにより分子量は高濃度条件で約4.5×10^6(ポリスチレン換算)と求められ、TMCS系よりも高分子量のものを得ることができた。1H NMRと29Si NMRにより未反応のCH2=CH-基が4.3(mmol/g)であり、TMVSがTMSと1:1で反応したと仮定した場合の計算値とほぼ一致すること、TMVSモノマー中の反応部位と未反応部位の割合がほぼ等しいことが分かった。以上よりTMVS-TMSは直鎖状をとったハイブリッドポリマーであると考えられる。このポリマーは、無色透明で液体状のハイブリッドポリマーであり、THFやクロロホルムなどの汎用溶媒に可溶であることからハンドリングが容易である。さらにCH2=CH-基の未反応部位がポリマー中に残存しており、薄膜の高性能化・高機能化に利用することが可能である。

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

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Luminescence Properties of Anthracene Chromophores in Cyclosiloxane-Based Hybrid Polymer Films2015

    • 著者名/発表者名
      Ali Demirci, Shunsuke Yamamoto, Jun Matsui, Tokuji Miyashita, Masaya Mitsuishi
    • 雑誌名

      Rapid Communication in Photoscience

      巻: 4 号: 1 ページ: 16-18

    • DOI

      10.5857/rcp.2015.4.1.16

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Flexible SiO2 Nanofilms Assembled on Poly(ethylene terephthalate) Substrates through a Room Temperature Fabrication Process for Nanoscale Integration2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yamamoto, Kazuki Sonobe, Tokuji Miyashita and Masaya Mitsuishi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 3 号: 6 ページ: 1286-1293

    • DOI

      10.1039/c4tc02131b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solvent dependent properties of poly(vinylidene fluoride) monolayers at the air-water interface2015

    • 著者名/発表者名
      Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto, Jun Matsui, Tokuji Miyashita, Masaya Mitsuishi
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 11 号: 10 ページ: 1962-1972

    • DOI

      10.1039/c4sm02800g

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of optical parameters in side-chain LC polymethacrylate with a dinaphthyl-acetylene mesogenic unit2014

    • 著者名/発表者名
      Sungmin Kang, Shunpei Nakajima, Yuki Arakawa, Masatoshi Tokita, Gen-ichi Konishi and Junji Watanabe
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 5(7) 号: 1 ページ: 2253-2258

    • DOI

      10.1039/c2py90049a

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferroelectricity of poly(vinylidene fluoride) homopolymer Langmuir-Blodgett nanofilms2014

    • 著者名/発表者名
      Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto, Jun Matsui, Tokuji Miyashita and Masaya Mitsuishi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 2 号: 33 ページ: 6727-6731

    • DOI

      10.1039/c4tc00600c

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Film Preparation of Siloxane-Based Polymer Containing Anthracene Group2013

    • 著者名/発表者名
      Ali Demirci
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 579(1) 号: 1 ページ: 34-38

    • DOI

      10.1080/15421406.2013.805066

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シロキサンからなるナノ材料を用いたハイブリッド高分子薄膜の構築2014

    • 著者名/発表者名
      三ツ石方也
    • 学会等名
      第33回無機高分子研究討論会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環状シロキサンを用いた透明・耐熱ハイブリッド高分子薄膜の作製2014

    • 著者名/発表者名
      三ツ石 方也, Ali Demirci, 山本 俊介, 宮下 徳治
    • 学会等名
      第1回島津新素材セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 環状シロキサンモノマーを用いたハイブリッドネットワーク高分子薄膜の作製2014

    • 著者名/発表者名
      三ツ石方也、デミルチアリ、山本俊介、宮下徳治
    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Hybrid Network Polymers Based on Multifunctional Monomers2014

    • 著者名/発表者名
      Ali Demirci, Shunsuke Yamamoto, Masaya Mitsuishi, Tokuji Miyashita
    • 学会等名
      2014 IUPAC World Polymer Congress
    • 発表場所
      Chiangmai, Thailand
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ハイブリッド高分子ナノ集積体の光機能性2014

    • 著者名/発表者名
      三ツ石 方也
    • 学会等名
      早稲田大学高等研究所主催講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-07-03 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hybrid Network Polymer Film Preparation Using Cyclosiloxane-Based Element Blocks2014

    • 著者名/発表者名
      Ali Demirci, Shunsuke Yamamoto, Masaya Mitsuishi, Tokuji Miyashita
    • 学会等名
      International Symposium on Polymeric Materials Based on Element-Blocks
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2014-05-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A Facile Synthetic Strategy for Hybrid Network Polymers2014

    • 著者名/発表者名
      Ali Demirci, Shunsuke Yamamoto, Masaya Mitsuishi, Tokuji Miyashita
    • 学会等名
      4th International Advances in Applied Physics and Materials Science Congress and Exhibition
    • 発表場所
      Oludeniz, Turkey
    • 年月日
      2014-04-24 – 2014-04-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Hybrid Network Polymers Based On Multifunctional Cyclosiloxane Monomers2014

    • 著者名/発表者名
      Ali Demirci, Shunsuke Yamamoto, Masaya Mitsuishi, Tokuji Miyashita
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A Facile Synthetic Strategy for Hybrid Network Polymers2014

    • 著者名/発表者名
      Ali Demirci, Shunsuke Yamamoto, Masaya Mitsuishi, Tokuji Miyashita
    • 学会等名
      APMAS2014
    • 発表場所
      Oludeniz, Turkey
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Siloxane Based Hybrid Network Polymers2013

    • 著者名/発表者名
      Ali Demirci, Shunsuke Yamamoto, Jun Matsui, Masaya Mitsuishi, Tokuji Miyashita
    • 学会等名
      International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アクリル酸を導入した高分子ナノシートの構築とそのイオン伝導性評価2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢磨, 松井淳, 三ツ石方也, 宮下徳治
    • 学会等名
      2013高分子学会東北支部研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] かご形シルセスキオキサンを用いたプロトン伝導膜の作製2013

    • 著者名/発表者名
      武田美沙希, 松井淳, 三ツ石方也
    • 学会等名
      第13回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 三ツ石研究室 東北大学

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/mitsuishi/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 三ツ石研究室 東北大学

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/mitsuishi/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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