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2014 年度 実績報告書

力学的刺激により分子鎖が可逆的に切断・再結合する反応性高分子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 26288057
研究機関東京工業大学

研究代表者

大塚 英幸  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (00293051)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード高分子反応 / 高分子合成 / 高分子構造・物性 / メカノクロミズム / 損傷検知
研究実績の概要

平成26年度は、メカノクロミック高分子を系統的に合成することから研究に着手した。ジアリールビベンゾフラノン(DABBF)誘導体を出発原料として、主鎖型や架橋型のポリマーの合成を行った。具体的には、DABBF骨格を有するジオールおよびテトラオール誘導体を、高分子を合成するのに十分な量を合成する手法を確立した。
ジオール誘導体は、逐次重合系のモノマーの一つとして利用することができるが、実際にジイソシアネートとの重付加反応により、対応する直鎖状ポリウレタンを合成できた。さらに、構造と力学応答性の相関関係を明らかにするために、セグメント化ポリウレタンの合成を行った。組成や添加方法を工夫することで、DABBF骨格をセグメント化ポリウレタンのハードセグメントおよびソフトセグメントに別々に導入したものを合成した。異なる分子鎖の自由度を有するポリウレタンを系統的に合成を行った。また、テトラオール誘導体を出発原料として用いることで、対応する架橋高分子へと誘導した。この際、直鎖状高分子の合成で得られた知見を活かして、効率的な合成を行った。
並行して、電子スピン共鳴(ESR)装置の測定プローブ間に取り付けて使用する小型材料試験機を利用して、引張試験と同時にESR測定を行う装置のセットアップと基礎的な実験条件を決定した。この装置のセットアップが完了したことで、応力印加時にラジカルの定性および定量評価を行うことが可能となった。そのほかにも、別の分子骨格を有する可逆的な共有結合を有する高分子に関する基礎的な知見が数多く得られた。

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

当初の目的のうち、初年度の計画であげていた項目はほぼ完了し、期待通りの成果があがったため。

今後の研究の推進方策

今後は当初計画どおり、2年度目の研究計画を推進する予定である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 7件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanophores with a Reversible Radical System and Freezing-Induced Mechanochemistry in Polymer Solutions and Gels2015

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Imato, Atsushi Irie, Takahiro Kosuge, Tomoyuki Ohishi, Masamichi Nishihara, Atsushi Takahara, Hideyuki Otsuka
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 ページ: 6168-6172

    • DOI

      10.1002/anie.201412413

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Radical Crossover Reactions of a Dynamic Covalent Polymer Brush for Reversible Hydrophilicity Control2014

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sato, Yoshifumi Amamoto, Tomoyuki Ohishi, Yuji Higaki, Atsushi Takahara, Hideyuki Otsuka
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 55 ページ: 4586-4592

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2014.07.010

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plasticizer-Promoted Thermal Crosslinking of a Dynamic Covalent Polymer with Complementarily Reactive Alkoxyamine Units in the Side Chain under Bulk Conditions2014

    • 著者名/発表者名
      Jing Su, Keiichi Imato, Tomoya Sato, Tomoyuki Ohishi, Atsushi Takahara, Hideyuki Otsuka
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 87 ページ: 1023-1025

    • DOI

      10.1246/bcsj.20140147

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Network Reorganization of Dynamic Covalent Polymer Gels with Exchangeable Diarylbibenzofuranone at Ambient Temperature2014

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Imato, Tomoyuki Ohishi, Masamichi Nishihara, Atsushi Takahara, Hideyuki Otsuka
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136 ページ: 11839-11845

    • DOI

      10.1021/ja5065075

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Polymer Reactions Based on Dynamic Covalent Chemistry2014

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      The 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2014)
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba, Ibaraki, Japan
    • 年月日
      2014-12-02 – 2014-12-05
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的共有結合化学を利用した高分子の構造変換と自己修復2014

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      高分子学会東北支部会員増強講演会
    • 発表場所
      秋田大学総合研究棟、秋田市
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的共有結合を基盤とする自己修復性ポリマー2014

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      日本ポリマースクラッチコンソーシアム第14回会議
    • 発表場所
      東京工業大学田町キャンパス、東京都港区
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Covalent Polymers: A New Class of Reactive Polymers Containing Reversibly Cleavable and Exchangeable Covalent Bonds2014

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      2014 Japan-China Advanced Materials and Nanotechnology Symposium -2014 Tokyo Tech - Tsinghua Univ. Joint Symposium on Advanced Materials
    • 発表場所
      Hayama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-15
  • [学会発表] Freezing-induced Mechanochromism in polymer gels cross-linked by Diarylbibenzofuranone-based dynamic covalent bonds2014

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Imato, Atsushi Takahara, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      Joint Symposium of Polymer Networks Group and Research Group on Polymer Gels (PN&G2014)
    • 発表場所
      The University of Tokyo, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-14
  • [学会発表] 動的共有結合化学が拓く新しいゲルサイエンス2014

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      高分子講演会(東海支部)-様々な架橋形式を用いたゲルの創製・機能-
    • 発表場所
      アクトシティー浜松 研修交流センター、静岡県浜松市
    • 年月日
      2014-09-19 – 2014-09-19
    • 招待講演
  • [学会発表] 自己修復性ソフトマテリアルの最前線2014

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      公開講座 ―アクティブマテリアル- 自己治癒材料の現状と将来
    • 発表場所
      横浜国立大学、横浜市
    • 年月日
      2014-09-06 – 2014-09-06
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的共有結合が拓く次世代ソフトマテリアル2014

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      第339回ゴム技術フォーラム月例会
    • 発表場所
      日本ゴム協会、東京都港区
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Reorganizable, Self-healing, and Mechanochromic Soft Materials Based on Dynamic Covalent Chemistry2014

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      NIMS Conference 2014
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba, Ibaraki, Japan
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-03
    • 招待講演
  • [図書] 組み換え可能な共有結合を有する化学架橋システム(有光晃二 監修、ラドテック研究会 編集、UV・EB硬化技術の最新応用展開)2014

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸, 後関頼太
    • 総ページ数
      p131-138
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 動的共有結合を有する化学ゲル (中野義夫 監修、ゲルテクノロジーハンドブック)2014

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸, 後関頼太
    • 総ページ数
      p202-208
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
  • [備考] 東京工業大学 大学院理工学研究科 大塚研究室

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/otsuka/index.html

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公開日: 2016-06-01  

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