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2016 年度 実施状況報告書

超分子架橋エラストマーの機能発現機構の解明と物性制御

研究課題

研究課題/領域番号 16K17910
研究機関東京工業大学

研究代表者

青木 大輔  東京工業大学, 物質理工学院, 特任助教 (80736950)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードロタキサン / ロタキサン架橋 / 架橋 / 超分子 / ラジカル重合 / 運動性
研究実績の概要

本研究課題では汎用高分子を新たな素材・材料へと改変させる構造明確な「超分子架橋剤」を開発することで超分子架橋に裏付けされた特異な強靱性を発現する新規高分子材料の創製を目指す。初年度(平成28年度)には、汎用高分子に対して簡便に空間結合を導入できる超分子架橋剤として、重合活性基を軸成分、輪成分にそれぞれ一つずつ有するロタキサン架橋剤を合成し、汎用モノマーと共重合させることで種々のロタキサン架橋高分子(RCP)を得た。n-ブチルアクリレートのラジカル重合に添加することで得られたRCPを引張り試験によって評価したところ、共有結合で連結している従来の架橋高分子と比べて破断ひずみ・強度が大きいことが明らかとなった。通常の架橋体では破断ひずみと破断強度はトレードオフの関係であるが、ロタキサン架橋剤を用いることで両者を同時に増加させた架橋体の合成に成功した。

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

平成28年度には、汎用高分子に対して簡便に空間結合を導入できる超分子架橋剤として、重合活性基を軸成分、輪成分にそれぞれ一つずつ有するロタキサン架橋剤を合成し、汎用モノマーと共重合させることで種々のロタキサン架橋高分子(RCP)を得ることができた。重合活性基としてメタクリレート基を有する超分子架橋剤に加えて、エポキシ基やジスルフィド基を有する架橋剤の合成や、結合様式が異なるロタキサン架橋剤にも成功していることからおおむね順調に進展していると評価した。

今後の研究の推進方策

最終年度である平成29年度には、軸成分の「嵩高さ」や「結合様式」が異なるロタキサン架橋剤を合成し、「輪成分の運動性」がロタキサン架橋高分子の物性にどのような影響を与えるのかを明らかにする。本研究を通じて得られた知見をもとに、汎用高分子からロタキサンという素構造を鍵とした新しい機能高分子材料を生み出す。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Rotaxane Cross-Linked Polymers With Supramolecular Cross-Linkers Based on CD and PTHF Macromonomers: The Effect of The Macromonomer Structure on The Polymer Properties2017

    • 著者名/発表者名
      K. Iijima, D. Aoki, H. Otsuka, T. Takata
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2017.01.024

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Vinylic Rotaxane Cross-linker for Toughened Network Polymer via Radical Polymerization of Vinyl Monomers2017

    • 著者名/発表者名
      J. Sawada, D. Aoki, M. Kuzume, K. Nakazono, S. Uchida, H. Otsuka, and T. Takata
    • 雑誌名

      Polymer chemistry

      巻: 8 ページ: 1878-1881

    • DOI

      10.1039/C7PY00193B

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Star/Linear Topology Transformation of a Mechanically Linked ABC Terpolymer2016

    • 著者名/発表者名
      H. Sato, D. Aoki, T. Takata
    • 雑誌名

      ACS Macro Lett.

      巻: 5 ページ: 699-703

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.6b00320

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of Vinyl Polymer-Based Rotaxane Cross-Linked Polymers Using Cyclodextrin-tethering Supramolecular Cross-Linkers2017

    • 著者名/発表者名
      飯島圭祐・青木大輔・高田十志和
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] Decomposition Behavior of Size-Complementary [2]Rotaxanes Having Axle Terminal 2,6-Dimethylphenyl Group as an End-Cap Group2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤弘樹・青木大輔・高田十志和
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] Structure effect of [2]rotaxane cross-linker on property of rotaxane cross-linked polymer2017

    • 著者名/発表者名
      澤田隼・青木大輔・高田十志和
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 環状パラジウム錯体含有高分子[2]ロタキサンの合成と性質2017

    • 著者名/発表者名
      廣飯 美耶・青木大輔・曽川洋光・高田十志和
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 高分子[2]ロタキサン二量体を利用した環状ポリマーの高収率合成2017

    • 著者名/発表者名
      相原豪太・青木大輔・塚本匡・高田十志和
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 有機分子触媒を用いたリビング開環重合による高分子[2]ロタキサンの合成と物性2016

    • 著者名/発表者名
      青木大輔・高田十志和
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] シクロデキストリン含有ロタキサン型架橋剤を用いるビニル系架橋高分子の合成と特性2016

    • 著者名/発表者名
      飯島圭祐・青木大輔・高田十志和
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] 環状パラジウム錯体含有高分子[2]ロタキサンの合成とその結晶化挙動2016

    • 著者名/発表者名
      廣飯 美耶・青木大輔・高田十志和
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] ビニル系ロタキサン架橋剤の軸構造と得られる架橋高分子の物性の関係2016

    • 著者名/発表者名
      澤田 隼・青木大輔・高田十志和
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] 可動な架橋点を有するエラストマー微粒子の創製及びフィルム形成2016

    • 著者名/発表者名
      広重 聖奈, 呉羽 拓真, 青木 大地, 澤田 隼, 青木 大輔, 高田 十志和, 鈴木 大介
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] Synthesis of Rotaxane-Cross-Linked Polymers Using Macromolecular[2]rotaxane Having Hydrophilic Axle Component as a Vinylic cross-linker2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Aoki・Daisuke Suzuki・Toshikazu Takata
    • 学会等名
      PNG2016
    • 発表場所
      Stockholm
    • 年月日
      2016-06-19 – 2016-06-23
    • 国際学会
  • [学会発表] 青木 大輔, 陳震, 高田 十志和2016

    • 著者名/発表者名
      高分子ロタキサンの軸高分子の性質に及ぼす輪成分の運動性効果
    • 学会等名
      第65回高分子年次会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [学会発表] 異なる軸末端構造を有する高分子[2]ロタキサンの合成と性質2016

    • 著者名/発表者名
      澤田 隼, 青木 大輔, 高田 十志和
    • 学会等名
      第65回高分子年次会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [学会発表] 環状パラジウム錯体含有高分子[2]ロタキサンの合成と輪成分の運動性評価2016

    • 著者名/発表者名
      廣飯美耶・青木大輔・曽川洋光・高田十志和
    • 学会等名
      第65回高分子年次会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27

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公開日: 2018-01-16  

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