超臨界二酸化炭素媒体中におけるニトロキシル法を用いた制御/リビングラジカル重合

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19550125
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: ZETTERLUND PerB. 神戸大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20322365)
• 研究分担者: 大久保 政芳 神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30031131)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 環境適応型媒体 / 制御 / リビングラジカル重合 / 超臨界二酸化炭素 / ニトロキシル法

研究概要

本研究では, 超臨界二酸化炭素中における, ニトロキシド法によるスチレンの制御/リビングラジカル重合(CLRP)を行った結果, ポリマー粒子と媒体間におけるニトロキシドの分配が重合制御に悪影響を及ぼすことを明らかにした。さらに, 系内のモノマー濃度を上昇させることでニトロキシドの媒体への分配を抑制すると, 均一系である溶液重合と比較して良好な重合制御が得られることを明らかにした。この現象は, 不均一系でのCLRPが均一系より優れていることを示した最初の例であり, 不均一系でのCLRPにおいて超臨界二酸化炭素が有用であることを示すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Compartmentalization in atom transfer radical polymerization of styrene in dispersed systems : effects of target molecular weight and halide end group (2009)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, Y. Kagawa, M. Okubo
  • 雑誌名: Macromolecules 42 ページ: 2488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Network formation in nitroxide-mediated radical copolymerization of styrene and divinylbenzene in miniemulsion : effect of macroinitiator hydrophilicity (2009)
  • 著者名/発表者名: Md. N. Alam, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 雑誌名: Polymer 50 ページ: 1632
  • 査読あり
• [雑誌論文] 制御/リビングラジカル重合の水媒体不均-系への適用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 南秀人, P. B. Zetterlund, 大久保政芳
  • 雑誌名: 高分子 58 ページ: 78
• [雑誌論文] Gelation and hollow particle formation in nitroxide-mediated radical copolymerization of styrene and divinylbenzene in miniemulsion (2009)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, Y. Saka, M. Okubo
  • 雑誌名: Macromol. Chem. Phys 210 ページ: 140
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled/Living Radical Polymerization in Dispersed Systems (2008)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, Y. Kagawa, M. Okubo
  • 雑誌名: Chem. Rev 108(9) ページ: 3747
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitroxide-mediated precipitation polymerization of styrene in supercritical carbon dioxide : Effects of monomer loading and nitroxide partitioning on control (2008)
  • 著者名/発表者名: F. Aldabbagh, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 雑誌名: Eur. Polym. J 44 ページ: 4037
  • 査読あり
• [雑誌論文] TEMPO-mediated radical polymerization of styrene in aqueous miniemulsion : Macroinitiator concentration effect (2008)
  • 著者名/発表者名: Md N. Alam, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 雑誌名: Polymer 49 ページ: 3428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved control in nitroxide-mediated radical polymerization using supercritical carbon dioxide (2008)
  • 著者名/発表者名: F. Aldabbagh, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 雑誌名: Macromolecules 41 ページ: 2732
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantification of spontaneous initiation in radical polymerization of styrene in aqueous miniemulsion at high temperature (2008)
  • 著者名/発表者名: Md. N. Alam, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 雑誌名: Polymer 49 ページ: 883
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of fluorescence-labeled macroinitiator to investigate nucleation mechanism in nitroxide-mediated crosslinking polymerization in aqueous miniemulsion (2008)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, M. N. Alam, M. Okubo
  • 雑誌名: Polym. J 40 ページ: 298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitroxide-mediated radical polymerization in microemulsion (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Wakamatsu, M. Kawasaki, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 雑誌名: Macromol. Rapid Commun 28 ページ: 2346
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atom transfer radical polymerization of iso-butyl methacrylate in microemulsion with cationic and nonionic emulsifiers (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Kagawa, M. Kawasaki, P. B. Zetterlund, H. Minami, M. Okubo
  • 雑誌名: Macromol. Rapid Commun 28 ページ: 2354
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanistic investigation of particle size effects in TEMPO-mediated radical polymerization of styrene in aqueous miniemulsion (2007)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, T. Nakamura, M. Okubo
  • 雑誌名: Macromolecules 40 ページ: 8663
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitroxide-mediated radical precipitation polymerization of styrene in supercritical carbon dioxide (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Mchale, F. Aldabbagh, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 雑誌名: Macromol. Chemistry and Physics 28 ページ: 1813-1822
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compartmentalization in TEMPO-mediated radical polymerization in dispersed systems : effects of macroinitiator concentrationa (2007)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 雑誌名: Macromol. Theory and Simul 16 ページ: 221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gel formation and primary chain lengths in nitroxide-mediated radical copolymerization of styrene and divinylbenzene in miniemulsion (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Saka, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 雑誌名: Polymer 48 ページ: 1229
  • 査読あり
• [学会発表] Beneficial effects of supercritical carbon dioxide on control in nitroxide-mediated radical polymerization (2008)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, F. Aldabbagh, M. Okubo
  • 学会等名: 第15回高分子ミクロスフェア討論会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 20081112-14
• [学会発表] Network formation in nitroxide-mediated radical copolymerization of styrene and divinylbenzene in miniemulsion : Effect of macroinitiator hydrophilicity (2008)
  • 著者名/発表者名: M. N. Alam, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 学会等名: 第57回高分子学会討論会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 20080924-26
• [学会発表] Improved control in nitroxide-mediated radical polymerization using supercritical carbon dioxide (2008)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, F. Aldabbagh, M. Okubo
  • 学会等名: 第57回高分子学会討論会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 20080924-26
• [学会発表] Kinetic features of ATRP in miniemulsion : Confined space effect and segregation effect (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Kagawa, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 学会等名: 第10回環太平洋高分子国際会議(The Pacific Polymer Conference, PPC10)
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 20071204-07
• [学会発表] Nitroxide-mediated precipitation polymerization of styrene in supercritical carbon dioxide using TIPNO (2007)
  • 著者名/発表者名: F. Aldabbagh, P. B. Zetterlund, H. Minami, M. Okubo
  • 学会等名: 第10回環太平洋高分子国際会議(The Pacific Polymer Conference, PPC10)
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 20071204-07
• [学会発表] Compartmentalization, partitioning and interface effects in nitroxide-mediated polymerization in dispersed systems (2007)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, T. Nakamura, Md. N. Alam, J. Wakamatsu, M. Okubo
  • 学会等名: 第10回環太平洋高分子国際会議(The Pacific Polymer Conference, PPC10)
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 20071204-07
• [学会発表] Nitroxide-mediated radical precipitation polymerization of styrene employing supercritical carbon dioxide as medium (2007)
  • 著者名/発表者名: R. McHale, F. Aldabbagh, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 学会等名: 第56回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20070919-21
• [学会発表] Nitroxide-mediated polymerization in dispersed systems : Compartmentalization, partitioning and interface effects (2007)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, 中村 匡, M. N. Alam, 大久保政芳
  • 学会等名: 第56回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20070919-21
• [学会発表] Nitroxide-mediated radical polymerization in miniemulsion : Bimolecular termination in monomer-free model system (2007)
  • 著者名/発表者名: M. N. Alam, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 学会等名: 2007 Gordon Research Conference
  • 発表場所: アメリカ
  • 年月日: 20070624-29
• [学会発表] Compartmentalization and partitioning effect in microemulsion ATRP (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Kagawa, P. B. Zetterlund, H. Minami, M. Okubo
  • 学会等名: 2007 Gordon Research Conference
  • 発表場所: アメリカ
  • 年月日: 20070624-29
• [学会発表] "Confined space effect" on deactivation in nitroxide-mediated polymerization in aqueous dispersed systems (2007)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, Y. Kagawa, J. Wakamatsu, M. Okubo
  • 学会等名: 2007 Gordon Research Conference
  • 発表場所: アメリカ
  • 年月日: 20070624-29
• [学会発表] Effects of compartmentalization and partitioning in nitroxide-mediated radical polymerization in dispersed systems (2007)
  • 著者名/発表者名: P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 学会等名: 第56回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 20070529-31
• [学会発表] Nitroxide-mediated radical precipitation polymerization of styrene in supercritical carbon dioxide (2007)
  • 著者名/発表者名: R. McHale, F. Aldabbagh, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 学会等名: 第56回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 20070529-31
• [学会発表] Nitroxide-mediated radical polymerization in miniemulsion : Bimolecular termination in monomer-free model systems (2007)
  • 著者名/発表者名: M. N. Alam, P. B. Zetterlund, M. Okubo
  • 学会等名: 第56回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 20070529-31
• [学会発表] ニトロキシル制御/リビングラジカルミニエマルション重合における粒子径がニトロキシル濃度に与える影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村匡, P. B. Zetterlund, 香川 靖之, 大久保政芳
  • 学会等名: 第56回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 20070529-31
• [学会発表] ミニエマルション系での原子移動ラジカル重合における銅触媒の分配及びコンパートメンタリゼーション効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 香川靖之, 南秀人, P. B. Zetterlund, 大久保政芳
  • 学会等名: 第56回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 20070529-31
• [学会発表] 水媒体不均一系におけるニトロキシル制御/リビングマイクロエマルション重合 (2007)
  • 著者名/発表者名: 若松純平, P. B. Zetterlund, 香川靖之, 大久保政芳
  • 学会等名: 第53回高分子研究発表会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2007-07-20
• [備考] 本研究成果は19年度のゴードン研究会議でのポスター発表「"Confined Space Effect"on Deactivation in Nitroxide-Mediated Polymerization in Aqueous Dispersed Systems」に対してPoster Prize (third prize)を授与されるなど, 世界最高峰の研究者が集まる会議においてもそのレベルの高さが認められた。さらに, 化学分野において世界最高の総説誌と位置づけられるChemical Reviews誌(Impact Factor : 22.76)に「水媒体不均一系でのリビングラジカル重合」と題する総説(48項, 引用文献数507)が受理され, すでに掲載されている。