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2020 年度 実績報告書

シングルサイト触媒による精密重合を基盤とした光学樹脂の高性能化・高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 18H02036
研究機関広島大学

研究代表者

塩野 毅  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10170846)

研究分担者 中山 祐正  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (20273576)
田中 亮  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (60640795)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード光学樹脂 / ポリオレフィン / シングルサイト触媒 / シクロオレフィンコポリマー / グラジエントポリマー / ブロックコポリマー / スターポリマー
研究実績の概要

実施者は,本研究において,ジメチルシリレン架橋フルオレニルアミドジメチルチタン錯体(I)を適切なスカベンジャー存在下Ph3CB(C6F5)4で活性化した触媒系が,ノルボルネン/1-アルケン共重合を高速でリビング的にさせグラジエントグラジエントコポリマーを与えることを見いだした.2019年度は,上記触媒系により分子量およびコモノマー組成の異なる一連のノルボルネン/1-オクテン共重合体ならびにアルキル鎖長の異なる1-アルケンとの共重合体を合成し物性を評価した.その結果, 1-オクテン組成の増加や1-アルケン長鎖の増大によりシクロオレフィン共重合体(COC)の欠点である脆性が改善されることを明らかにした.
本年度は当該触媒系を用いモノマー混合溶液を逐次添加することによりノルボルネンと1-アルケンのグラジエント連鎖からなるジブロック,トリブロックならびにマルチブロックコポリマー(ランダムコポリマーのモデルポリマー)を合成し,熱プレス(210℃,20 MPa)により成型したフィルムを用いて物性を評価した.フィルムの弾性率,引張強度,破断伸びは,ブロック構造,ブロック連鎖長に依存し,マルチブロックコポリマーが高弾性・高強度.低破断伸びを示すのに対し,適切にブロック連鎖長を制御したジブロックおよびトリブロックポリマーでは,引張応力をほぼ一定に保ったまま2~3倍延伸することが明らかとなった.
さらに,ノルボルネンと1-オクテンの共重合後,1,11-ドデカジエンやノルボナジエン/エチレン混合溶液を添加することで,グラジエントアーム(ノルボルネンに富む先端から1-オクテンに富む中心部)を有するスターポリマーが高収率で得られることがわかった. 2019年度に合成した逆のグラジエント構造を有するスターポリマーと物性を比較した結果,破断強度と破断伸びが向上することを明らかにした.

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Donghua University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Donghua University
  • [雑誌論文] Synthesis and properties of block copolymers composed of norbornene/higher α-olefin gradient segments using ansa-fluorenylamidodimethyltitanium-[Ph3C][B(C6F5)4] catalyst system2021

    • 著者名/発表者名
      Yuan Haobo、Kida Takumitsu、Tanaka Ryo、Cai Zhengguo、Nakayama Yuushou、Shiono Takeshi
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 12 ページ: 189~195

    • DOI

      10.1039/d0py01370f

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of Gradient Copolymers Composed of Norbornene and Higher α-Olefins Using an ansa-Fluorenylamidodimethyltitanium-[Ph3C][B(C6F5)4] Catalyst System2020

    • 著者名/発表者名
      Yuan Haobo、Kida Takumitsu、Kim Hyunchul、Tanaka Ryo、Cai Zhengguo、Nakayama Yuushou、Shiono Takeshi
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 53 ページ: 4323~4329

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.0c00431

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Norbornadiene homopolymerization and norbornene/norbornadiene/1-octene terpolymerization by ansa-fluorenylamidotitanium-based catalysts2020

    • 著者名/発表者名
      Suo Hongyi、Yuan Haobo、Tanaka Ryo、Nakayama Yuushou、Sun Wen-Hua、Shiono Takeshi
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 11 ページ: 6803~6810

    • DOI

      10.1039/d0py01180k

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ポリノルボルネン-graft-ポリブタジエンの合成とその物性評価2020

    • 著者名/発表者名
      串間 由依, 田中 亮, 中山 祐正, 塩野 毅
    • 学会等名
      高分子学会第69年次大会
  • [学会発表] 星型シクロオレフィン共重合体における腕ポリマーの数が物性に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      田中 亮, 木田 拓充, 新田 晃平, 塩野 毅
    • 学会等名
      高分子学会第69年次大会
  • [学会発表] ポリ(ノルボルネン-co-炭化水素系マクロモノマー)の合成とその性質2020

    • 著者名/発表者名
      串間 由依, 田中 亮, 中山 祐正, 塩野 毅
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Block Copolymers Composed of Norbornene/α-Olefin Gradient Segments Using ansa-Fluorenylamidodimethyltitanium-[Ph3C][B(C6F5)4]2020

    • 著者名/発表者名
      Haobo Yuan, Takumitsu Kida, Ryo Tanaka, Yuushou Nakayama, Takeshi Shiono
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
  • [学会発表] Synthesis of Gradient Copolymers from Norbornene and Higher α-Olefins Using an ansa-Fluorenylamidodimethyltitanium-[Ph3C][B(C6F5)4] Catalyst System and their Properties2020

    • 著者名/発表者名
      Haobo Yuan, Takumitsu Kida, Ryo Tanaka, Yuushou Nakayama, Takeshi Shiono
    • 学会等名
      The 9th Joint Conference on Renewable Energy and Nanotechnology(JCREN2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and properties of star polymers with poly(norbornene-co-octene) gradient arms using ansa-fluorenylamidodimethyltitanium-[Ph3C][B(C6F5)4]2020

    • 著者名/発表者名
      Haobo Yuan, Takumitsu Kida, Ryo Tanaka, Yuushou Nakayama, Takeshi Shiono
    • 学会等名
      第50回石油・石油化学討論会
  • [学会発表] ポリ(ノルボルネン-co-ポリブタジエンマクロモノマー)の合成とその性質2020

    • 著者名/発表者名
      串間 由依, 田中 亮, 中山 祐正, 塩野 毅
    • 学会等名
      第50回石油・石油化学討論会
  • [学会発表] シクロオレフィン共重合体の精密合成2020

    • 著者名/発表者名
      塩野 毅
    • 学会等名
      高分子学会中国四国地区高分子講演会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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