| 研究課題/領域番号 |
24550137
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 大分大学 |
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研究代表者 |
氏家 誠司 大分大学, 工学部, 教授 (40185004)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 開環重合 / 多官能性モノマー / 高秩序化 / 液晶配向 / 高分子反応 / 無機/有機複合体 / 熱伝導性 |
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| 研究概要 |
当該年度において，オキサゾリンメソゲンモノマーを複数合成し，開環重合によって側鎖型高分子液晶を合成した．また，ポリオキサゾリン鎖の末端にメソゲン基を有するブロック型化合物も合成した．さらに，多様な合成方法を実現するためにオキサゾリン環のほかにビニル基やエポキシ基などの反応活性基を有する二官能性メソゲンモノマーも合成した．オキサゾリン環に直接ビニル基をもつモノマーをラジカル重合して得られたオキサゾリン側鎖をもつ高分子と安息香酸誘導体との反応によって，側鎖に安息香酸誘導体を導入した高分子を合成できることを確認した．その結果をもとに，目的であるオキサゾリン誘導体などの開環反応性の新規モノマーおよびその重合体の合成方法を確立した．実験では，次の3種類のオキサゾリン骨格を有する二官能性モノマーを複数合成した．（１）オキサゾリン末端を有するアクリレートモノマーおよびメタクリレートモノマー，（２）オキサゾリン末端を有するエポキシモノマー，（３）オキサゾリン環を両末端に有するモノマー．
オキサゾリン環の開環重合によって得られたポリマーは，側鎖基の構造に依存した液晶性を示した．オキサゾリン環をスペーサーを介して側鎖末端に有するポリメタクリレートとアジピン酸との反応によって，部分架橋型の高分子を合成した．反応前の２つの化合物はいずれも液晶性を示さない．しかし，反応後の架橋化高分子は，ネマチック相を形成した．これは，側鎖基として二成分が存在するために，一種の混合系として機能し，液晶相が誘起されたものと考えられる．以上の研究によって，熱硬化性の特徴をもつ低分子化合物および高分子化合物についての基礎的知見を得ることができた．また，金属イオンとの相互作用についても知見を得た．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現在までのところ，目的である開環重合による多様な高分子の合成に目処が立った状況にある．重要な点として，次のような点があげられる．（１）二官能性メソゲンモノマーの合成に成功した．二官能性メソゲンモノマーとしては４つのタイプの合成が完成している．（２）オキサゾリン基を側鎖末端に有する高分子について，カルボン酸誘導体との反応が可能であり，置換基導入および架橋化ができることを確認した．二官能性のメソゲンモノマーでは，一方の官能基の反応を光で誘起・制御し，もう一方の官能基の反応を熱のみで行うことができるメリットがあり，基本骨格は同じでも異なる構造の高分子を複数合成できる．今後，これらのメソゲンモノマーを用いて，今までにない多様な高分子の合成を試みることが可能である．また，金属イオンとアミノ基を含む高分子液晶との複合化についての知見も得ている．以上のように，新しい知見を得るとともに，今後の進展も期待できる成果が得られている．
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| 今後の研究の推進方策 |
すでに合成したメソゲンモノマーおよびポリマーについての知見について解析・検討し，さらに反応させやすく，配向制御もしやすい分子の構造について検討する．その結果をもとに，次の（１）と（２）の実験を遂行する，（１）今までの知見の解析とそれを基にした新しいモノマーと高分子の分子設計・合成，（２）オキサゾリン環の開環反応を利用した高分子反応（高分子と低分子の反応，高分子と高分子の反応）による新規高分子開発の開拓．また，機能発現に必要な分子配向構造の制御と固定化について検討し，その成果を分子設計に応用する．加えて，バルクでの反応時の反応速度についても調べる．
最終的には，オキサゾリン環の開環反応を効果的に利用した高分子合成方法の確立と得られた高分子の構造と物性の関係を明らかにする．さらに，配向構造制御および無機微粒子・金属イオンとの複合化についての検討を行う．これらの結果をもとに，高分子と無機微粒子との複合材料である熱伝導性樹脂の開発につなげる．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
合成した高分子と無機微粒子との複合化に関する実験の一部が予定より遅れ，その後の予定を繰り下げた結果，繰越金が発生した．当該繰越金については，次年度において当初計画のとおり，高分子合成と無機微粒子を用いた複合化の実験費として使用する予定である。
次年度の当初予定していた研究費は，合成および測定に関する消耗品，研究成果の発表旅費に用いる．消耗品としては，合成のための溶媒，試薬およびガラス器具，測定用のガラス器具およびセル等である．研究成果の発表は，知財の確保を優先して行う．知財を確保した後，論文発表，高分子および液晶材料などの分野が関係する学会での発表を行う．
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