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2014 年度 実績報告書

末端官能基化高分子を利用した構造特異性高分子の精密設計と分子鎖形態に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J09664
研究機関山形大学

研究代表者

齋藤 悠太  山形大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
キーワードロッドブラシ / 分子鎖形態 / 希薄溶液物性 / ポリ(nーヘキシルイソシアナート) / SEC-MALS / 小角X線散乱
研究実績の概要

片末端に重合性官能基を有するマクロモノマーを単独重合して得られるポリマクロモノマーはその形状からブラシポリマーと呼ばれている。ブラシポリマーは側鎖の排除体積効果によって半屈曲性高分子として振る舞うことがわかっている。しかし、ブラシポリマーの分子鎖形態が何によって左右されるのか未だに十分な理解はされていない。我々は、ポリ(n-ヘキシルイソシアネート) (PHIC) の半屈曲性に着目し、PHICを側鎖に導入したロッドブラシを合成し、立体配座特性に関する研究を行ってきた。ロッドブラシは同じ側鎖長を有する柔軟鎖からなるブラシポリマーと比べて主鎖が剛直になることが分かっている。さらにロッドブラシの主鎖の一次構造をポリスチレンからポリメタクリレート主鎖に変化させると、まったく異なる主鎖剛直性を有することが分かった。この挙動は今までのブラシポリマーの理論からは説明できない。そこで最も影響が大きいと考えられる主鎖と側鎖の間の柔軟なスペーサーの影響について研究を行った。本年度の研究の進捗は以下のとおりである。
1.オキシエチレン鎖をスペーサーとして、様々な長さのスペーサーを有するPHICマクロモノマーをいくつかの重合度(DP=20~80)で合成した。単独重合することでロッドブラシを合成した。
2.合成したロッドブラシは、希薄溶液物性を静的光散乱、小角X線散乱、示差屈折率、および密度測定を行い、溶液中での分子の拡がりを測定した。
3.以前の結果と比較し、スペーサーの影響について検討したところ、スペーサーがロッドブラシの分子鎖形態に大きく影響を及ぼしていることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

目的達成のためにはスペーサーの影響について観察するだけではなく、スペーサーを介することで側鎖の運動性や、末端の影響についても検討を行わななければならない。サンプル合成やスペーサーの影響については概ね達成しているため今後は側鎖の運動性等に焦点を当てて検討していく。

今後の研究の推進方策

今後はスペーサーを有するロッドブラシの側鎖が、スペーサーによって運動性に差があるのかを調査していく、また、原子間力顕微鏡による分子の直接観察を行い、固体状態での分子鎖形態についても検討する予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] Influence of the Spacer on the Dilute Solution Properties of the Rod Brushes2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Saito, Moriya Kikuchi, Atsushi Narumi, Seigou Kawaguchi
    • 学会等名
      The 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2014)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center(つくば市)
    • 年月日
      2014-12-04
  • [学会発表] ロッドブラシの精密設計と分子鎖形態2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤悠太
    • 学会等名
      2014高分子学会東北支部研究発表会
    • 発表場所
      日本大学工学部(郡山市)
    • 年月日
      2014-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] ロッドブラシの溶液性状に及ぼす柔軟スペーサーの効果2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤悠太、菊地守也、鳴海敦、川口正剛
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎市)
    • 年月日
      2014-09-24
  • [学会発表] ポリ(n-ヘキシルイソシアナート)側鎖からなるロッドブラシの合成を溶液性状2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤悠太、鳴海敦、川口正剛
    • 学会等名
      平成26年化学系学協東北大会
    • 発表場所
      山形大学工学部(米沢市)
    • 年月日
      2014-09-21
  • [学会発表] Influence of Primary Structure of Main Chain on the Solution Properties of the Rod Brushes2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Saito, Atsushi Narumi, Seigou Kawaguchi
    • 学会等名
      ACS 248h American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2014-08-12
  • [学会発表] Influence of Primary Structure of Main Chain on the Conformational Properties of the Rod Brushes2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Saito, Atsushi Narumi, Seigou Kawaguchi
    • 学会等名
      MACRO2014
    • 発表場所
      Chaingmai International Convention and Exhibition Centre (Chaingmai, Thailand)
    • 年月日
      2014-07-10
  • [学会発表] ロッドブラシの溶液物性に及ぼすスペーサーの影響2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤悠太、鳴海敦、川口正剛
    • 学会等名
      第63回高分子年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-30

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公開日: 2016-06-01  

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