| 研究概要 |
ポリマーの固体状態での構造の精密な制御による気体透過性、および透過選択性の制御を目的として3つのアプローチを行った。即ち、ポリマーの構造制御によるfreeーvolumeの制御、気体透過チャンネルの形成と選択性を与える官能基の導入、相分離による表面修飾を精密に制御して透過特性を制御しようとするものである。まず、分子量、およびその分布の制御されたポリジメチルシロキサン、ポリビニルアルコールマクロマーを合成し、それらの共重合により得たグラフト共重合体の加水分解により、両親媒性の気体透過チャンネルが形成できることが分かった(Polym,Bull.)。さらに、Coーサルコミン錯体を、ブロモメチル基を利用してポリマーに導入できる見通しを得た。また、相分離による表面修飾が、溶解度係数の向上を通じた透過係数の上昇、および透過選択性の向上に有効であることを見いだし、実用膜である、ポリジメチルシロキサンーポリカーボネートを含フッ素ポリマーを用いて表面修飾し、その性能を向上させることに成功した(Polym.Bull.)。さらに、オリゴジメチルシロキサンをポリマーの枝に導入することが、高い透過性能を発現するのに有効であることを見いだした。シロキサン結合は、主鎖ポリマーのガラス転移温度を非常に有効に下げ、高分子鎖間の間隙の制御に重要な役割を果たすこと、また、高分解能核磁気共鳴によるスピン緩和現象の測定により、シロキサンスペーサーは、側鎖を溶液中に匹敵するぐらい自由に運動させる効果があることを定量的に明らかにした。これらの検討を通じ、側鎖の運動性が気体の透過性を支配することを明らかにした。さらにこの指針に基づき、ノルボルネンを主鎖とし、オリゴジメチルシロキサンを側鎖とするポリマーを合成し、よりよい透過膜素材となることを明らかにした(J.Polym.Sci.,Polym.J.)。
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