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2023 年度 実績報告書

炭化水素系ポリマーの高性能化とリサイクルを指向したブロック共重合体の合成

研究課題

研究課題/領域番号 21H02002
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), 准教授 (60640795)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードポリオレフィン / ブロックコポリマー / シクロオレフィンコポリマー / エラストマー / オレフィンメタセシス / クロスメタセシス / ポリプロピレン / エチレンプロピレンゴム
研究実績の概要

錯体触媒によるリビング配位重合により,さまざまなオレフィンブロック共重合体の合成やそれらの優れた特性が明らかとなりつつある.実施者は,これまでに適切な触媒を選択しエチレン,プロピレン,ノルボルネンとブタジエンの共重合を行い,主鎖に1,4-ブタジエン単位(1,4-Bd)を有するポリオレフィンの合成を報告した.本研究では,これらのポリオレフィン同士,ならびにエラストマーとして重要なcis-1,4 ポリブタジエンやcis-1,4 ポリイソプレンとオレフィンクロスメタセシスすることによりマルチブロックコポリマーを合成,物性を評価することで炭化水素系ポリマーライブラリーを構築し,それらの高分子材料の可能性を明らかにする.
2022年度はイソ特異的ジルコノセン触媒によるプロピレン/ブタジエン共重合により合成した主鎖に1,4-Bdを含むイソタクチックポリプロピレン(iPP)とエチレン/プロピレンと少量のブタジエンとの三元共重合により合成した主鎖に1,4-Bdを含むエチレンプロピレンゴム(EPR)をGrubbs第2世代触媒によりクロスメタセシスすることによりハードセグメントをiPP,ソフトセグメントを(EPR)とするブロック共重合体を合成し物性を評価した.
ジルコノセン触媒によるプロピレン/ブタジエン共重合ではエチレン/プロピレン/ブタジエン三元共重合に比べて著しく活性が低下することから,2023年度はプロピレン/ブタジエン共重合に少量のエチレンを共存させることで, iPP(PPランダムコポリマー,iPP-R)を高活性で得ること検討した.その結果,主鎖に1,4-Bdを有する融点125℃以上のポリプiPP-Rを十分な活性で合成することに成功した.さらに,このiPP-Rと主鎖に1,4-Bdを有するEPRとのクロスメタセシスを行い,得られた生成物とiPP-R/EPRの物性を評価し,本手法によるマルチブロック共重合の合成と得られるブロック共重合体材料の有用性を明らかにした.

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Selective synthesis of α-vinyl-ω-vinylidene-oligoisoprene as a macromonomer via ethenolysis of polyisoprene2024

    • 著者名/発表者名
      R. Tanaka, A. Shimmei, R. Otsuka, Y. Nakayama, T. Shiono*
    • 雑誌名

      Polym. J

      巻: 56 ページ: 335-342

    • DOI

      10.1038/s41428-023-00858-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Copolymerization of Ethylene with Functionalized 1,1-Disubstituted Olefins Using a Fluorenylamido-Ligated Titanium Catalyst2024

    • 著者名/発表者名
      O. A. Ajala, M. Ono, Y. Nakayama, R. Tanaka, T. Shiono*
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 16 ページ: 236

    • DOI

      10.3390/polym16020236

    • 査読あり
  • [学会発表] Copolymerization of Ethylene with functionalized 1,1-Disubstituted Olefins using a fluorenylamido-ligated titanium catalyst2023

    • 著者名/発表者名
      O. A. Ajala, M. Ono, Y. Nakayama, R. Tanaka, T. Shiono
    • 学会等名
      The 13th SPSJ International Polymer Conference (IPC2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel tailor-made cycloolefin copolymers obtained using ansa-fluorenylamidodimethyltitanium-based catalysts2023

    • 著者名/発表者名
      T. Shiono
    • 学会等名
      Asian Polyolefin Workshop 2023 (APO2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Application of boronic acid-functionalized polyolefins synthesized by direct copolymerization2023

    • 著者名/発表者名
      R. Tanaka
    • 学会等名
      Asian Polyolefin Workshop 2023 (APO2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Solvent Effects in Ethylene/Norbornene Copolymerization with ansa-Fluorenylamidodimethyltitanium Complex2023

    • 著者名/発表者名
      T. Usabayashi, R. Tanaka, Y. Nakayama, T. Shiono
    • 学会等名
      Asian Polyolefin Workshop 2023 (APO2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Application of Polypropylene Random Copolymer Possessing C=C Bonds in Main Chain2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Yahagi, R. Tanaka, Y. Nakayama, T. Shiono
    • 学会等名
      Asian Polyolefin Workshop 2023 (APO2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Solvent on Norbornene/α-olefin Copolymerization with [t-BuNSiMe2Flu]TiMe2-MMAO Catalyst System2023

    • 著者名/発表者名
      H. Cheng, R. Tanaka, Z. Cai, Y. Nakayama, T. Shiono
    • 学会等名
      Asian Polyolefin Workshop 2023 (APO2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] 私の研究人生―配位重合とともに四十余年―2023

    • 著者名/発表者名
      塩野 毅
    • 学会等名
      第49回高分子講座
    • 招待講演
  • [学会発表] 主鎖にC=C結合を有するポリプロピレンランダムコポリマーの合成2023

    • 著者名/発表者名
      柳 雄太, 田中 亮, 中山 祐正, 塩野 毅
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
  • [学会発表] 架橋型フルオレニルアミドジメチルチタン錯体によるエチレン/ノルボルネン共重合における溶媒効果2023

    • 著者名/発表者名
      右佐林 汰一, 田中 亮, 中山 祐正, 塩野 毅
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
  • [学会発表] 有機チタン錯体触媒によるシクロオレフィン共重合体の精密合成2023

    • 著者名/発表者名
      塩野 毅
    • 学会等名
      有機合成化学協会九州山口支部 第2回有機合成化学講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 主鎖にC=C結合を有するポリプロピレンランダムコポリマーの合成とその応用2023

    • 著者名/発表者名
      柳 雄太, 田中 亮, 中山 祐正, 塩野 毅
    • 学会等名
      第53回石油・石油化学討論会
  • [備考] 広島大学大学院 先進理工系科学研究科 応用化学プログラム 高分子化学研究室

    • URL

      https://koubunsi.hiroshima-u.ac.jp/publicationlist.html

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公開日: 2024-12-25  

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