| 研究課題/領域番号 |
17K05890
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| 研究機関 | 岡山理科大学 |
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研究代表者 |
東村 秀之 岡山理科大学, 理学部, 教授 (00562224)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 芳香族ポリエーテル / フェノール類 / 酸化重合 / 酵素モデル |
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| 研究実績の概要 |
芳香族ポリエーテルは高耐熱性と低誘電性を併せ持ち、高速通信用電子部品材料として注目されている。その合成法としてはフェノール類の酸化重合が最も低負荷・低コストであり、当方では酵素モデル触媒を用いるラジカル制御酸化重合を見出している。該触媒はフェノキシラジカル中間体を捕捉し、カップリング選択性を制御できるので、両オルト位に置換基のないフェノールからでもパラ結合のポリエーテルを合成できる。
本研究では、嵩高い置換基をもつフェノールから高性能ポリエーテルを合成することを目指している。H29年度は、2-フェニルフェノールのラジカル制御重合により、高い熱安定性をもつポリエーテルを得ることができた。ただし、数平均分子量（Mn）は5千程度で、機械的強度を発現するにはさらなる高分子量化が必要である。H30年度は、(i)フェニルフェノール類の置換位置と高分子量化の検討、(ii)フェノールにおける他置換基の可能性を評価した。
(i)フェニルフェノール類について、オルト位置換体、メタ位置換体およびパラ位置換体のラジカル制御重合を行った。その結果、パラ位置換体からは分子量が伸びず、メタ位置換体は熱安定性が低くなり、置換位置はオルト位が良いことが分かった。2-フェニルフェノールについて重合条件を検討したところ、前半の反応温度を低くすることでMnを1万近くまで伸ばすことができた。さらに得られたポリエーテルを再沈殿して低分子成分を除去すると、Mnを4万以上まで高分子量化できることを見出した。
(ii)フェニル基以外のオルト位の置換基10種について、計算機化学を用いてオルト/パラ結合選択性の評価を行った結果、置換基が嵩高くなるほどパラ選択性が高くなることが分かった。この計算結果に基いて置換基2種を選定し、該置換フェノール2種を合成した。
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| 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
H30-31年度の目標は、嵩高い置換基をもつフェノール重合体を10種以上合成し、誘電率と耐熱性の観点から現行の2,6-ジメチルフェノール重合体より優れたポリエーテルを少なくとも1つ見出すことであった。
H30年度に、2-フェニルフェノールの高分子量体の合成に成功し、現行品より優れる可能性のある候補材料が見つかった。また10種以上の置換フェノールの選択性評価を計算機化学で実施し、さらに2種の次候補材料を選定することができた。これらの結果から、H30年度までの目標はほぼ達成できたと言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
H31年度は、2-フェニルフェノールの酸化重合体を大量合成し、誘電率・耐熱性・フィルム強度などの基礎物性を測定し、実用化への課題を抽出する。また次候補2種の置換フェノールについても、酸化重合体を合成し、その可能性を調べる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
H30年度は重合実験を計算機評価で代用することで使用額を抑制し、H31年度に大量合成と外注分析で使用額が増加することを見込んだ。
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