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連鎖および逐次ラジカル重合による金属含有特殊構造ポリマーの開発

公募研究

研究領域融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓
研究課題/領域番号 25107714
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

佐藤 浩太郎  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70377810)

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
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード高分子合成 / 構造・機能材料 / 高分子構造・物性 / 精密重合 / 有機金属錯体
研究実績の概要

AA-BB型の逐次重合を連鎖(リビング)ラジカル重合と組み合わせた同時重合系を開発し、配列周期的にさまざまな官能基や金属錯体が導入された特殊構造ポリマーの合成を検討した。とくに、温度応答性ポリマーを与えるNIPAMをモノマーとして用い、周期的に導入された官能基が温度応答性に与える影響について考察した。温度応答性は、一般に周期的に導入された疎水性基・親水性基によって変化するが、周期的にそれらを導入した場合、その個数よりもむしろ周期間隔が温度応答性に影響することなどを明らかとした。ここで、水酸基を配位子とすることで周期的に水に対して安定な有機チタン錯体を導入することにも成功した。
さらに、より親水性の高いカルボン酸ナトリウム塩を周期的に導入した場合、50~70ユニットに一つしか金属塩が導入されていないにもかかわらず、相転移温度以上では凝集沈殿は生じず、直径が数十nm程度のミセル凝集体を形成することも明らかとした。このような現象は周期的官能化ポリマーのときにのみ特異的に観測され、ランダムポリマーや末端官能性ポリマーでは系全体で凝集し沈殿を生じた。このとき、凝集体の大きさは周期間隔にはほとんど影響しなかったが、導入するカルボン酸の主鎖からの距離により20nmから30nmまで変化した。
また、カルボン酸塩とは別にアルコキシシリル基を周期的に導入することにも成功した。このようにして得られたポリマーに対して、シランカップリング反応を行なうことで、生成したミセル凝集体の構造を無機成分で固定化することで、温度に応答して膨潤・収縮を繰り返し行なうことのできる機能性微粒子も合成できることも明らかにした。

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

    (16件)

すべて 2015 2014 2013

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 (9件) (うち招待講演 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Periodic Introduction of Water-Tolerant Titanatrane Complex to Poly(NIPAM) Prepared by Simultaneous Step-Growth and Living Radical Polymerization2015

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh, Daisuke Ito, Masami Kamigaito
    • 雑誌名

      ACS Symp. Ser.

      巻: 未定

    • 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] Synthesis of Side-Chain-Sequenced Copolymers Using Vinyl Oligomonomers via Sequential Single-Monomer ATRA2014

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Soejima, Kotaro Satoh, Masami Kamigaito
    • 雑誌名

      ACS Symp. Ser.

      巻: 1170 ページ: 189-200

    • DOI

      10.1021/bk-2014-1170.ch012

    • ISBN
      9780841230019, 9780841230026
    • 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] onstruction of Vinyl Polymer and Polyester or Polyamide Units in a Single Polymer Chain via Metal-Catalyzed Simultaneous Chain- and Step-Growth Radical Polymerization of Various Monomers2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Mizutani, Kotaro Satoh, Masami Kamigaito
    • 雑誌名

      Aust. J. Chem.

      巻: 67 号: 4 ページ: 544-554

    • DOI

      10.1071/ch13476

    • 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] Construction of Vinyl Polymer and Polyester or Polyamide Units in a Single Polymer Chain via Metal-Catalyzed Simultaneous Chain- and Step-Growth Radical Polymerization of Various Monomers2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Mizutani, *Kotaro Satoh, *Masami Kamigaito
    • 雑誌名

      Aust. J. Chem.

      巻: 67 ページ: 544-554

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Titanium-Containing Block, Random, End- and Junction-Functionalized Polymers via Ruthenium-Catalyzed Living Radical Polymerization and Direct Observation of Titanium Domains by Electron Microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsujimoto, K. Satoh, H. Sugimori, H. Jinnai, M. Kamigaito
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 47 号: 3 ページ: 944-953

    • DOI

      10.1021/ma402332g

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Periodically Functionalized and Grafted Copolymers via 1:2-Sequence-Regulated Radical Copolymerization of Naturally Occurring Functional Limonene and Maleimide Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Masaru Matsuda, Kotaro Satoh, *Masami Kamigaito
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 46 号: 14 ページ: 5473-5482

    • DOI

      10.1021/ma401021d

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Metal-Containing Macromolecular Architecture via Chain- and Step-Growth Controlled Radical Polymerization2014

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh and Masami Kamigaito
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Fusion Materials
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2014-11-02 – 2014-11-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Periodically Functionalized Poly(NIPAM) by Metal-Catalyzed Step- and Chain-Growth Radical Polymerizations2014

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh and Masami Kamigaito
    • 学会等名
      Controlled Radical Polymerization, 248th American Chemical Society National Meeting and Exposition
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous Chain and Step Growth Radical Polymerization for Tailored Periodically Functionalized Thermoresponsive Polymers2014

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh
    • 学会等名
      The IUPAC World Polymer Congress (MACRO2014)
    • 発表場所
      Chiang Mai, Thailand
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transition Metal-Catalyzed Step-Growth and Living Radical Polymerizations for Sequence-Control in Vinyl Polymers2014

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh and Masami Kamigaito
    • 学会等名
      International Symposium on Polymer Chemistry (PC2014)
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2014-06-04 – 2014-06-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Periodically Functionalized Polymers by Simultaneous Chain- and Step-Growth Radical Polymerization2014

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh and Masami Kamigaito
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Controlled/Living Polymerization (CLP14)
    • 発表場所
      Antalya, Turkey
    • 年月日
      2014-05-01 – 2014-05-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ynthesis of Periodically Functionalized Polymers by Simultaneous Chain- and Step-Growth Radical Polymerization2013

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh and Masami Kamigaito
    • 学会等名
      The 13th Pacific Polymer Conference (PPC13)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2013-11-17 – 2013-11-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Transition metal-catalyzed step-growth radical polymerization for various sequence-regulated vinyl polymers2013

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh and Masami Kamigaito
    • 学会等名
      246th ACS National Meeting and Exposition
    • 発表場所
      Indianapolis, USA
    • 年月日
      2013-09-08 – 2013-09-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sequence-Controlled Vinyl Polymers by Transition Metal-Catalyzed Step-Growth and Living Radical Polymerizations2013

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh and Masami Kamigaito
    • 学会等名
      XXII International Materials Research Congress 2013
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2013-08-11 – 2013-08-15
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transition Metal-Catalyzed Step-Growth and Living Radical Polymerizations for Tailored Polymeric Structures2013

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh and Masami Kamigaito
    • 学会等名
      3rd Federation of the Asian Polymer Societies (FAPS) and MACRO2013
    • 発表場所
      Bangalore, India
    • 年月日
      2013-05-15 – 2013-05-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 高分子基礎科学One Point 1 精密重合 I:ラジカル重合2014

    • 著者名/発表者名
      上垣外正己, 佐藤浩太郎
    • 総ページ数
      124
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2018-03-28  

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