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2021 年度 実績報告書

官能基シナジーの出現/消失を利用した高分子合成・分解・変換法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02763
研究機関信州大学

研究代表者

高坂 泰弘  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (90609695)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード官能基シナジー / 共役置換反応 / ケミカルリサイクル / 主鎖切断 / α-機能化アクリル酸エステル / 分解性ビニルポリマー / ラジカル重合 / カチオン重合
研究実績の概要

[1] 昨年度見出した,共役置換反応が媒介する室温,大気雰囲気でのリビングアニオン重合(不死鳥重合)について,様々な構造のモノマーから一般性を評価した.環歪みやアリル置換基が逆反応(解重合)を抑制する重要な因子とわかり,不死鳥重合は特定の条件を満たす構造のモノマーに限定されることがわかった.
[2] 主鎖にアクリル骨格を有し,そのアリル位にウレタン結合やエステル結合を導入したポリマーに極微量の求核剤を添加すると,連鎖的な主鎖切断を再重合を繰り返し,主鎖骨格が変換された.反応時間によって主鎖変換率を制御し,熱物性を重合後に再調整できる新しいポリマーを開発した.
[3] カチオン重合で,ビニル重合と開環重合を選択的に実施したり,2つの重合を同時に実施したりできることがわかった.ポリマーのガラス転移点は,開環単位が増えるにつれ低下した.各重合によって生じる単位構造は,いずれも酢酸とサリチル酸に加水分解した.すなわち,1つのモノマーから物性が異なる多様なポリマーが誘導できるとともに,これらが塩基処理によって同一のモノマー原料にケミカルリサイクルできることを見出した.
[4] 3-メチレンフタリドのラジカル重合体が,モノマー原料のo-アセチル安息香酸に分解することを見出した.[3]と比べて迅速に単一物質に分解できる点が魅力で,水懸濁系でのケミカルリサイクルにも成功した.また,モノマー構造が分解性に与える影響が明らかになった.
[5] 酢酸ビニルに代表されるビニルアルコール保護体と,マレイン酸誘導体のラジカル共重合を行い,交互連鎖で生じるβ-ケトアルコール誘導体骨格での逆アルドール反応を検討したところ,主鎖分解が確認された.この現象は手軽に分解性ポリマーを合成する技術への発展が期待される.

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 6件)

  • [国際共同研究] カールスルーエ工科大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      カールスルーエ工科大学
  • [雑誌論文] Polymer chemistry of α-substituted acrylates designed for functional-group synergy2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kohsaka, Yosuke Akae, Ryo Kawatani, Aakane Kazama
    • 雑誌名

      J. Macromol. Sci. Part A: Pure and Appl. Chem.

      巻: 59 ページ: 83-97

    • DOI

      10.1080/10601325.2021.1989311

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ケミカルリサイクルが可能なビニルポリマーおよびポリエステルの開発2021

    • 著者名/発表者名
      髙坂泰弘,風間茜,川谷諒
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 72 ページ: 693-698

  • [雑誌論文] 官能基シナジーを引き出すビニルモノマーの設計と重合2021

    • 著者名/発表者名
      髙坂泰弘
    • 雑誌名

      塗装工学

      巻: 56 ページ: 248-256

  • [雑誌論文] アリル位を修飾したメタクリル酸エステルの共役置換反応を利用した 不飽和ポリエステルの合成と硬化,分解2021

    • 著者名/発表者名
      髙坂泰弘
    • 雑誌名

      ネットワークポリマー論文集

      巻: 42 ページ: 68-74

    • DOI

      10.11364/networkedpolymer.42.2_68

    • 査読あり
  • [学会発表] 逆アルドール反応を用いた側基連動型主鎖分解が可能なビニルポリマーの開発2022

    • 著者名/発表者名
      風間 茜,Patrick Theato,高坂 泰弘
    • 学会等名
      日本化学会,第102春季年会
  • [学会発表] 共役置換・共役付加反応を用いた重縮合反応による易分解性ポリチオエーテルの合成2022

    • 著者名/発表者名
      104)田中 杏里,萩原 敬人,川谷 諒,高坂 泰弘
    • 学会等名
      日本化学会,第102春季年会
  • [学会発表] 側基分解を起点に解重合する資源循環型ポリスチレン誘導体の開発:モノマー設計による分解反応の高速化2022

    • 著者名/発表者名
      千葉 耀太,高坂 泰弘
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] β-ケトアルコール骨格を利用したビニルポリマーの側基連動型主鎖分解2022

    • 著者名/発表者名
      風間 茜,Theato Patrick,高坂 泰弘
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 易分解性不飽和ポリエステルを目指した共役置換型開環重合の検討2022

    • 著者名/発表者名
      西家菜摘,高坂 泰弘
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 共役置換反応を利用した高分子の合成・分解・変換:擬クリック反応ならびに動的共有結合としての性質2021

    • 著者名/発表者名
      高坂泰弘
    • 学会等名
      第67回高分子研究発表会(神戸)
    • 招待講演
  • [学会発表] 共役置換反応を用いた重縮合反応:反応速度・反応 機構に注目した単位構造の制御2021

    • 著者名/発表者名
      高坂 泰弘,萩原 敬人,宮崎 匠,永井 光騎
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] アリル位置換基が誘導する共役置換反応によるポリ共役エステルの分解および異性化反応2021

    • 著者名/発表者名
      田中 杏里,萩原敬人,高坂 泰弘
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] 分子レベルで分解や再生が可能なプラスチックの開発2021

    • 著者名/発表者名
      高坂 泰弘
    • 学会等名
      AREC 第12回産学交流ラウンジ
    • 招待講演
  • [学会発表] モノマー設計に立脚した化学分解性高分子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      高坂 泰弘
    • 学会等名
      高分子学会,第93回武蔵野地区高分子懇話会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脱水アスピリンの重合:反応機構による主鎖構造の制御と機能2021

    • 著者名/発表者名
      風間茜
    • 学会等名
      2021年度東海高分子研究会学生発表会
    • 招待講演
  • [学会発表] 易分解性を有する不飽和ポリエステルおよびビニルポリマーの開発2021

    • 著者名/発表者名
      高坂泰弘
    • 学会等名
      日本接着学会、第20回 関東支部若手交流会
    • 招待講演
  • [学会発表] アスピリンを原料とする循環型ポリマー:2 つの重合様式による異種ポリマーの合成2021

    • 著者名/発表者名
      風間茜
    • 学会等名
      繊維学会関東支部2021年度講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] スチレンとビニルエステルの骨格を併せ持つ循環型ビニルモノマー2021

    • 著者名/発表者名
      千葉耀太,風間茜,高坂泰弘
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
  • [学会発表] E1cB反応による効率的な主鎖切断が可能なポリチオエーテルの合成:共役置換・付加反応による縮合付加2021

    • 著者名/発表者名
      萩原敬人,高坂泰弘
    • 学会等名
      第70回 高分子学会年次大会
  • [学会発表] 共役置換反応を用いた室温・大気下でのラクトンのリビングアニオン開環重合2021

    • 著者名/発表者名
      萩原敬人,高坂泰弘
    • 学会等名
      第70回 高分子学会年次大会
  • [学会発表] スチレンとビニルエステルが融合した環状ビニルモノマーのラジカル重合2021

    • 著者名/発表者名
      千葉耀太,風間茜,高坂泰弘
    • 学会等名
      2021年繊維学会年次大会
  • [学会発表] ケミカルリサイクル可能なポリスチレン誘導体の合成と分解2021

    • 著者名/発表者名
      千葉耀太,風間茜,高坂泰弘
    • 学会等名
      第10 回JACI/GSC シンポジウム
  • [学会発表] 不可逆的共役置換反応による主鎖切断が可能なポリエステルの設計と合成・分解2021

    • 著者名/発表者名
      田中杏里,高坂泰弘
    • 学会等名
      第10 回JACI/GSC シンポジウム
  • [学会発表] スチレン誘導体環状モノマーが導く循環型ビニルポリマー2021

    • 著者名/発表者名
      千葉 耀太,風間 茜,川谷 諒,高坂泰弘
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] 主鎖切断が可能なポリチオエーテル:反応機構の理解による重合・解重合の制御2021

    • 著者名/発表者名
      田中 杏里,萩原 敬人,川谷 諒,高坂 泰弘
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会

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公開日: 2022-12-28  

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