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2018 年度 実績報告書

トルキシリン酸を分子バネとして活用した透明かつ高強度高分子フィルムの作成

研究課題

研究課題/領域番号 15H03864
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

金子 達雄  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20292047)

研究分担者 桶葭 興資  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 講師 (50557577)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード透明樹脂 / バイオプラスチック / 高分子合成 / 分子設計 / ポリアミド / 光反応 / 分子バネ / パイ電子
研究実績の概要

本プロジェクトでは、トルキシル酸が2つの芳香環がシクロブタン環を挟むことで、V型バネの構造をとり適度な剛直性を維持したまま変形も許し得ることに着目した。この骨格を導入したアラミド系ポリマーを合成し透明かつ高い力学強度を持つ高分子材料を作成することを目的とし研究を進めた。
4-アミノ桂皮酸塩酸塩、4-ニトロ桂皮酸メチル、4-ニトロ桂皮酸スクシンイミドエステルを固相光二量化反応させ、所定の化学処理を施すことで、屈曲角が156度というほぼ直線型の α 型、 70度および101度と強く屈曲した構造のβ、 δ 型の芳香族ジアミンおよびジカルボン酸を選択的に得た。次に、これらの屈曲型桂皮酸二量体をビルディングブロックとしたポリアミドの合成および熱物性評価を行った。具体的には得られた β 、 δ 型ジアミンと、 α 型ジカルボン酸を重縮合させることで、 屈曲構造を有するポリアミドの合成を行った。得られた各種ポリアミドの構造はNMR およびサイズ排除クロマトグラフィー測定により目的のものと確認された。また、 ポリアミドの熱物性を評価したところ、直線に近い構造のα 型ポリアミドはβ 型および δ 型二量体を含んだポリアミドと比べて 5%、 10% 重量減少温度が高い傾向にあった。これは、 屈曲型モノマーのシクロブタン周辺の構造の差異により、 熱分解反応に対する反応性が増加したためだと考えられる。また、透明度に関しては全てが有機ガラスと言えるレベルの高い値を示したが、α型のものが最も黄色みが小さい傾向にあった。これは、ベンゼン環の存在する炭素が隣接することが原因と考えられる。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] VISTEC(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      VISTEC
  • [国際共同研究] Jiangnan university(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Jiangnan university
  • [雑誌論文] Fluorinated and Bio-Based Polyamides with High Transparencies and Low Yellowness Index2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Takada, Yuko Mae, Tatsuo Kaneko
    • 雑誌名

      polymers

      巻: 10 ページ: 1311-1311

    • DOI

      10.3390/polym10121311

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 屈曲型4-アミノ桂皮酸二量体から設計したバイオベースポリアミドの構造物性相関2019

    • 著者名/発表者名
      野田拓海・高田健司・金子達雄
    • 学会等名
      18-3 エコマテリアル研究会
  • [学会発表] 4-アミノ桂皮酸由来水溶性バイオポリアミドの合成と物性評価2019

    • 著者名/発表者名
      舟橋靖芳・高田健司・金子達雄
    • 学会等名
      18-3 エコマテリアル研究会
  • [学会発表] Superhigh performance bioplastics having deformable rigid backbone2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Kaneko
    • 学会等名
      JWC2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Macromolecular design of high-performance, degradable plastics2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Kaneko
    • 学会等名
      VISTEC seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Organic glass innovation made by white-biotechnology2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Kaneko
    • 学会等名
      Mini-Symposium in Macromolecular Science
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exotic Amino Acids Leading to Water-Soluble High-Performance Polymers2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Kaneko
    • 学会等名
      Seminar for Chulalongkorn University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 桂皮酸誘導体をベースとした高性能バイオプラスチックの開発2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Takada, Tatsuo Kaneko
    • 学会等名
      第67回 高分子討論会
  • [学会発表] アミノ酸誘導体のビルディングブロックを利用したバイオベースポリマーの分子設計2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Takada, Tatsuo Kaneko
    • 学会等名
      第67回 高分子討論会
  • [学会発表] キラルな桂皮酸二量体を用いた芳香族バイオベースポリマーの合成と熱力学物性2018

    • 著者名/発表者名
      野田拓海・奥田淳也・高田健司・金子達雄
    • 学会等名
      第67回 高分子討論会
  • [学会発表] 微生物産生資源を用いた高透明・高耐熱性材料の開発2018

    • 著者名/発表者名
      野田拓海
    • 学会等名
      第1回COI学会
  • [学会発表] 屈曲型桂皮酸二量体の光学分割と芳香族バイオベースポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      野田拓海・奥田淳也・高田健司・金子達雄
    • 学会等名
      第67回 高分子学会北陸支部研究発表会
  • [学会発表] 4-アミノ桂皮酸由来バイオポリアミド共重合体のフィルム化と光・力学物性2018

    • 著者名/発表者名
      舟橋靖芳・吉中陽平・高田健司・金子達雄
    • 学会等名
      第67回 高分子討論会
  • [学会発表] 4-アミノ桂酸由来水溶性ポリアミドの合成と光学物性評価2018

    • 著者名/発表者名
      舟橋靖芳・高田健司・金子達雄
    • 学会等名
      平成30年度 高分子若手研究会
  • [学会発表] How to create bioplastics having degradability and durability2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Kaneko
    • 学会等名
      Jiangnan Univ seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 次世代のポリマー・高分子開発、新しい用途展開と将来展望2019

    • 著者名/発表者名
      高田健司、金子達雄
    • 総ページ数
      608
    • 出版者
      株式会社技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-738-1
  • [図書] 高耐熱高分子材料の最新技術動向2018

    • 著者名/発表者名
      高田健司、金子達雄
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      シー・エム・シー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1343-6

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公開日: 2019-12-27  

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