鎖末端に酸・塩基残基を持つ高分子の合成とその集合体秩序構造の形成

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63470094
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 中浜 精一 東京工業大学, 工学部, 教授 (90016410)
• 研究分担者: 平尾 明 東京工業大学, 工学部, 助教授 (00111659)
• キーワード: テレケリックポリマ- / 反応性高分子 / 高分子集合体 / ミクロ相分離 / 高次構造制御 / 多孔質膜 / アニオンリビング重合 / X線小角散乱

研究概要

末端にアミノ基を持ち鎖長の制御されたポリマ-、および鎖末端にカルボキシル基を持ち分子量および分子量分布の制御されたポリマ-を合成し、それらの混合物が鎖末端でカルボン酸アンモニウム塩となるとともにブロック共重合体と同様のミクロ相分離構造を形成することを電子顕微鏡観察とX線小角散乱測定により確認した。次に、塩基性溶媒で洗浄することによりカルボキシル基をもつポリマ-成分を取り除き、空孔の形態や大きさが制御され、かつアミノ基を有する多孔質膜を作製した。具体的には、ポリマ-の両末端または片末端にアミノ基を持ち、かつ分子量分布の狭いポリスチレンをリビングアニオン重合により合成し、市販の両末端にカルボキシル基を持つポリエチレンオキシド(PEO酸)を再沈澱により精製して実験に使用した。これら二つのポリマ-をアミノ基とカルボキシル基について等モル量になるように秤量して両者をベンゼンに溶解し、凍結乾燥した後、再びベンゼンに溶解して薄膜にキャストしてサンプルとした。この薄膜の透過型電子顕微鏡(TEM)観察により明瞭なラメラ状の高分子集合構造が形成されていることが明らかになり、その恒等周期を求めることが出来た。さらに、X線小角散乱測定から得られる恒等周期はTEM観察によるものとよく一致し、両成分ポリマ-の合計の分子量に対応する値であった。両末端に官能基を持つポリマ-同士では集合構造の規則性が高く、片末端官能基のポリマ-同士の組合せでは明瞭なX線小角散乱ピ-クを観察し難い程度の規則性となった。KOH-メタノ-ルで薄膜を洗浄すると、PEO酸成分は定量的に除かれ、多孔質膜となることがわかった。恒等周期は元の集合体のそれよりも大きくなるが規則性は保持されており、この方法により、10〜30m^2/gの大きな表面積とアミノ基を持つ構造の規制された多孔質膜が得られることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Katsuhiko Takenaka: "Polymerization of Monomers Containing Functional Silyl Groups.6.Anionic Polymerization of 2-(Trialkoxysilyl)-1,3-butadiene" Macromolecules. 22. 1563-1567 (1989)
• [文献書誌] Ken Suzuki: "Protection and Polymerization of Functional Monomers.12.Synthesis of Well-Defined Poly(4-aminostyrene)by Means of Anionic Living Polymerization of 4-(N,N-Bis(trimethylsilyl)amino)styrene" Macromolecules. 22. 2607-2611 (1989)
• [文献書誌] Jae-Suk Lee: "Polymerization of Monomers Containing Functional Silyl Groups.7.Porous Membranes with Controlled Microstructures" Macromolecules. 22. 2602-2606 (1989)
• [文献書誌] Takashi Ishizone: "Protection and Polymerization of Functional Monomers.13.Anionic Living Polymerization of tert-Butyl 4-Vinylbenzoate" Macromolecules. 22. 2895-2901 (1989)
• [文献書誌] Ken Suzuki: "Protection and polymerization of functional monomers,14 Anionic living polymerization of 4-〔N,N-bis(trimethylsilyl)amino-methyl〕styrene and 4-{2-〔N,N-bis(trimethylsilyl)amino〕ethyl}styrene" Makromol.Chem.190. 2893-2901 (1989)
• [文献書誌] Seiichi Nakahama and Akira Hirao: "Progress in Polymer Science,Vol.15 Protection and Polymerizationof Functional Monomers:Anionic Living Polymerization of Protected Monomers" Pergamon Press plc, 299-335 (1990)