アザカリックスアレーントリアジン環の相互作用の解明とポリマー材料への展開

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K05178
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分35020:高分子材料関連
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 芝崎 祐二 岩手大学, 理工学部, 教授 (90323790)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: カリックスアレーン / 多重水素結合 / 高分子材料 / 超分子 / 金属イオン捕集

研究成果の概要

アザカリックスアレーントリアジン（ACAT）を含むポリマーが従来型の鎖式ポリマーと比較して格段に高い耐熱性と機械特性を示しながら、フィルムは溶媒可溶であり、優れた光透過性、無着色性を有することを見出した。ACAT相互作用についてモデル化合物を合成して赤外分光法ならびに核磁気共鳴法による解析、超分子化について検討を行った。さらにポリジメチルシロキサン（PDMS）、ポリエチレンイミン（PEI）鎖中にACAT を化学結合あるいは物理的に導入し、ACATが発現する相互作用力がポリマー中でどのように作用するのかを検討した。さらに金属イオンの捕捉実験も行い、ポリマー鎖中への効率的なイオンの捕捉に成功した。

自由記述の分野

高分子材料

研究成果の学術的意義や社会的意義

カリックスアレーンは分子間相互作用が強すぎるため、ポリマー内に導入すると凝集し、ポリマーが溶けなくなる問題があった。一方で、もし導入できれば、カリックスアレーンの持つ分子認識能などを簡便に材料化できるという点で魅力的であった。今回、アザカリックスアレーントリアジンを用いてポリマー内部に化学的、物理的に導入し、それらがポリマーの溶解性を著しく損なわないこと、導入により機械特性、熱特性の大幅な改善が見られたことを確認し、このカリックスアレーン誘導体がポリマーの添加剤として非常に有用であることを示した。このアイデアは今後、幅広い高分子材料分野で応用が期待される。