潜在性重合・硬化触媒の設計、開発と工業的応用

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07555291
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 遠藤 剛 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (40016738)
• 研究分担者: 立川 裕之 旭電化工業, 新材料研究所, 研究員 ; 野村 亮二 東京工業大学, 資源化学研究所, 助手 (40242317)
• キーワード: 重合 / 硬化 / 潜在性触媒 / ビニルエーテル / カルボン酸エステル / スルホン酸エステル / アミンイミド / エポキシド

研究概要

1.これまでの潜在性触媒に関する研究においては主として各種オニウム塩構造を有する触媒に焦点が当てられてきたが、こうしたオニウム塩は有機溶媒、あるいはモノマーに対する溶解性が低いばかりでなく、対アニオンとして金属イオンを有するため、高分子材料の金属による汚染が問題となる。こうした背景から、本研究では塩構造を持たない新規潜在性触媒の設計、合成とその潜在性触媒としての機能を評価することを第一の目的として検討を加えた。その結果、各種カルボン酸エステル、スルホン酸エステル類が置換エポキシド及びビニルエーテル類のカチオン重合に対して潜在性触媒として機能することを見い出した。
2.従来の潜在性触媒は外部刺激によってカチオン種を生成するため、カチオン重合のみを引き起こす。潜在性触媒が熱、光に限らず、あらゆる物理的環境の変化に鋭敏に応答してカチオン、アニオン、ラジカルのような反応活性種を放出する重合触媒として機能すれば、より広範囲のモノマーに対しても応用が期待できる。本研究の第二の目的として、アニオン重合開始剤として機能しうる新規潜在性触媒の設計、合成及びこれを用いるエポキシド類のアニオン重合を検討した。その結果、各種置換イミドは加熱によりイソシアナ-トを生成する過程において3級アミンを与え、このアミンによってエポキシドがアニオン開環重合することを見い出した。置換イミドは典型的な潜在性触媒としての挙動を示し、80℃以下の温度では触媒活性は一切示さないのに対し、100℃以上の加熱により開始剤として機能することが分かった。さらに、加熱によりイソシアナ-トを放出することに着目し、分子内に水酸基を有するアミンイミドを新たに設計しその重合を検討した結果、この新規アミンイミドは"潜在性モノマー"として機能することを見い出し、高分子合成における新しい方法論を提供した。

研究成果

• [文献書誌] Shinji Nakano: "Catioulc Polymerization of Glycidyl Phenyl Ether by Benzylammonium Salts" J.Polym.Sci.PartA:Polym.Chem.33. 505-512 (1995)
• [文献書誌] Sang-Bong Lee: "Hydrazinium Salts as Novel Thermally Latent Bronsted Acid-Inducing Initiator" Chem.Lett.287-288 (1995)
• [文献書誌] Takeshi Moriguchi: "Addition-Elimination Reaction in the Trifluoroacetylation of Electron-Rich Olefins" J.Org.Chem.60. 3523-3528 (1995)
• [文献書誌] Takeshi Moriguchi: "Possibility of Carboxylic Acid Esters as Thermally Latent Initiators" Macromolecules. 28. 4334-4339 (1995)
• [文献書誌] Shinji Nakano: "Synthesis and Properties of α-Substituted Benzyl-pyridinium Salts as Cationic Initiators" J.Polym.Sci.,Part A:Polym.Chem.34. 475-480 (1996)
• [文献書誌] Sang-Do Lee: "Arenesulfonates as Non-Salt-Type Latent Thermal Initiators for Cationic Polymerization" Macromolecules. 29. 3317-3319 (1996)
• [文献書誌] Takeshi Endo: "Design of Latent Catalysts and Their Application to..." Macromol.Symp.107. 237-242 (1996)
• [文献書誌] Shinji Nakano: "Thermal Cationic Curing with Benzylammonium Salts-2" Prog.Org.Coat.28. 143-148 (1996)
• [文献書誌] Sang-Bobg-Lee: "Cationic Polymerization of Styrene with N-Benzyl Pyridinium Salts.Isolation of Polymeric Cationic...." Chem.Lett.983-984 (1996)
• [文献書誌] 三田 文雄: "新しい潜在性触媒の設計と高分子合成への応用" 高分子. 45. 128-131 (1996)
• [文献書誌] 仲野 伸司: "α,α-ジメチルベンジルピリジニウム塩の熱潜在性開始剤としての評価と応用" 日本接着学会誌. 32. 272-277 (1996)
• [文献書誌] Yusuf Yagci: "N-Benzyl and N-alkoxy Pyridinium Salts as Thermal and..." Adv.Polym.Sci.127. 59-86 (1996)
• [文献書誌] Sang-Do Lee: "Thermal Latency and Structure-Activity Relationship of Aminimdes in the polymerization of Epoxides" J.Polym.Sci.,Part A:Polym.Chem.(in press).
• [文献書誌] Sang-Do Lee: "Thermo Initiated Polymerization of Glycidyl Phenyl Ether by Arenesulfonates" J.Polym.Sci.,Part A:Polym.Chem.(in press).
• [文献書誌] Sang-Do Lee: "A Novel Synthetic Method of a Polyurethane from an Aminimide as a Latent Monomer" J.Polym.Sci.,Part A:Polym.Chem.(in press).