リビングカチオン重合による高感度・選択的に物理ゲル化するジブロックポリマーの合成

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13875183
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 青島 貞人 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50183728)
• キーワード: 刺激応答性ポリマー / 自己組織化 / リビングカチオン重合 / ジブロックコポリマー / 物理ゲル / ビニルエーテル / 超格子 / LCSTとUCST

研究概要

前年度までには、リビングカチオン重合による種々の刺激応答性ジブロックコポリマーの合成と、ミセル化や物理ゲル化などの自己組織化の設計を行ってきた。本年度は、主に以下の3点を検討した:(i)LCST型相分離が可能なランダムコポリマーの設計、(ii)種々の溶媒にUCST型相分離可能なポリマーの合成とそれを利用した物理ゲル化、(iii)リビングカチオン重合による刺激応答性星型ポリマーの合成。
(i)従来の高感度なLCST型感熱応答性ポリマーとして、側鎖にオキシエチレン鎖を有するポリマーが有効であることがわかったが、その種類は限られている。より一般的な方法として、親水性モノマーと疎水性モノマーのランダム共重合体が有効であることがわかった。その際、シークエンス分布をいかにランダム型にするかが重要であることもわかった。
(ii)これまでポリマーの相分離は、せいぜい数種類の溶媒にのみ有効であった。そこで、様々な溶媒において相分離が可能なポリマーの設計を行った。その結果、側鎖に長鎖アルキル基(C16以上)を有するポリマーでは、側鎖の結晶-アモルファス転移により、多くの溶媒で高感度な相分離が可能になった。適用する溶媒としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、エステル、アルコールなどで、ほとんどすべての汎用溶媒に有効であった。
(iii)従来とは全く異なる形状で、機能的にも大きな違いが期待される星型ポリマーの合成を検討した。しかしこれまでは、定量的に合成することが困難で、得られたポリマーも分子量分布が広い欠点があった。我々のリビング重合系を用いて検討した結果、その欠点をなくすことが可能になった。また、星型ポリマーに官能性ポリマーを導入することにより、従来とは異なる刺激応答性が得られるようになった。また、星型ポリマーへの低分子化合物の取り込みも可能で、1分子あたり50〜400個のアゾベンゼンを取り込むことがわかった。

研究成果

• [文献書誌] 杉原伸治: "Stimuli-Responsive Diblock Copdymers by Living Cationic Polymerization"Macromolecules. 37・2. 336-343 (2004)
• [文献書誌] 杉原伸治: "Thermosensitve Polyalcohols"Journal of Polymer Science : Part A. 41. 3300-3312 (2003)
• [文献書誌] 岡部哲士: "Heat-Induced Self-Assembling of Thermosensitive Block Copolymer"Macromolecules. 36・11. 4099-4106 (2003)
• [文献書誌] 杉原伸治: "Thermosensitive Random Copolymers of Hydrophilic and Hydrophobic Monomers"Macromolecules. 37(in press). (2004)
• [文献書誌] 杉原伸治: "Stimuli-Responsive ABC Triblock Copolymers by Sequential Living Cationic Copolymerization"Journal of Polymer Science : Part A. 42(in press). (2004)
• [文献書誌] 青島貞人: "Synthesis and Self-Association of Stimuli-Responsive Diblock Copolymers by Living Cationic Polymerization"Macromol.Symp.. (in press). (2004)
• [文献書誌] 青島貞人ら: "ドラッグデリバリーシステムDDS技術の新たな展開とその活用法"株式会社メディカルドゥ. 292 (2003)