| 研究課題/領域番号 |
18K11719
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| 研究機関 | 八戸工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
佐藤 久美子 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10205908)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | テレケリックス / グラフト / トリアジンチオール / オキサゾリン / ポリ塩化ビニル / 銅板 / 表面改質 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、地元に大量に存在する廃棄物のホタテ貝殻粉末等抗菌物質を、本研究室で開発したトリアジンチオールとポリ（2-アルキル-2-オキサゾリン）という二つの有機分子の複合効果が期待できるテレケリックスに添加・充填させた新規抗菌材料開発を目的とする。これにより、医療用高分子材料などへの応用を目指す。具体的には、テレケリックスを有機高分子体にグラフト型化学結合させ、これにホタテ貝殻粉末等抗菌物質を充填させた複合材料を合成する。以上のように本研究は、地元の廃棄物を未利用バイオマス資源として利活用することにより、地元の環境問題の解決につなげるとともに、新規の機能性材料とするものであ
る。令和元（平成31）年度には、次の実験・研究を行い、研究成果を得た。
Ａ．トリアジンチオールを新たに3種類、文献に従い3段階で合成した。前年度に合成したものと市販品とを合わせ、合計5種類のトリアジンチオールを用いて、新規のテレケリックスを合成することができた。さらに、このテレケリックスを有機高分子体のひとつであるポリ塩化ビニル（PVC)にグラフト型化学結合させた新規材料の調製を行うことができた。比較のためのモノオキサゾリンのテレケリックスも5種類合成し、これをグラフトさせる実験を行った。前年度、予想外の結果となったものについて、原因究明の実験を条件をいろいろ変えて検討した結果、グラフト条件について重要な知見を得ることができた。
B.グラフトしたPVCからフィルムを作成して、各種表面分析を行い、ホタテ貝殻粉末充填を条件を変えて行った。
C.テレケリックスと金属との強親和力を利用することで、テレケリックスでの金属表面処理および接着剤としての利用を検討した。2種類のトリアジンチオール
を用いて、溶液への浸漬法により銅板上にテレケリックスを合成することができ、この有機薄膜について分析し評価を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究の具体的な研究計画の内、2年目では上記の項目に着手、研究を行ったが、1年目で起こったモノオキサゾリンのテレケリックスをグラフトさせる実験での予想外の反応のために、その原因究明と、1年目で行えなかった目的のグラフト共重合体が合成を行ったために、当初2年目の終了までに行う予定が計画通りにはできなかった。しかし、文献に従い3段階で合成したトリアジンチオールをさらに3種類合成し、市販品トリアジンチオールとは違う特性について知ることができ、また、それを用いるグラフト共重合反応についてのメカニズムについて重要な知見を得ることができたと考えている。このため、今後の研究について、研究の広がりが期待できる。研究全体としては大きな遅れであるとは考えていない。この研究成果は、すでに学会発表を行った。
さらに、テレケリックスでの金属表面処理および接着剤としての利用の検討についても、さらに研究を進めることができ、この有機薄膜について分析・評価した結果についても、すでに学会発表を行った。
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| 今後の研究の推進方策 |
3年目である令和２年度以降については、以下に示すような研究計画で進めていく予定である。
１．ポリオキサゾリン/PVC グラフト共重合体に、焼成ホタテ貝殻粉末等を充填した新規複合材料を昨年度各種合成したが、今年度はさらに充填条件を検討する。グラフト共重合体作成のグラフト条件の検討も、様々検討する必要がある。前駆体であるテレケリックスの合成では、長鎖のテレケリックス合成も各種行う。２．抗菌シート作製条件の検討：シート作製時の条件も重要であるので、均一なシートにする最適な方法も各種検討する。さらに、シートを加熱処理した方が非加熱の場合に比べ引張強度が増加するという知見があることから、その熱の方法も種々検討する。引張強度・耐熱性の向上および抗菌性の付与について試験する。３．機能追加の検討：ホタテ貝殻粉末等を添加したグラフト共重合体を、無機層状化合物に種々の方法でインターカレーション、高度分散させ、機能をプラスした新規有機・無機複合材料を合成する。材質の強度や耐熱性などの高分子体機能の向上、ガスバリア性等新規機能の発現を図ることを目指す。４．抗菌材として青森ヒバ成分を錯体形成により結合させた可塑剤フリー新規材料開発。５．テレケリックスによる有価金属イオンの吸着による回収を検討。６．今回得た知見を基に、テレケリックスでの金属表面処理の検討をさらに進める。また、金属と有機高分子体、または金属とガラスとの接着効果を各種方法で評価。７．PVC以外の高分子材料に、トリアジンチオール末端ポリオキサゾリンであるテレケリックスをグラフトさせる方法を検討、作成したグラフト共重合体の物性を検討
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