2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of continuous reactors for high-yield synthesis of ion-conductive carbonate-based copolymers
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17KK0103
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
富永 洋一 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30323786)
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| Project Period (FY) |
2018 – 2020
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| Keywords | イオン伝導性高分子 / ポリエチレンカーボネート / 固体電解質 / 二酸化炭素 / CCU / リアクター / 高収率合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、イオン伝導性に優れるCO2/エポキシド共重合体（ポリカーボネート）の高収率合成に必要不可欠な未反応CO2・モノマーの分離・回収・再利用システムを開発することを目的としている。前年度までに、平均収率50%以上の高収率合成を可能にする連続式リアクター開発を目指し、海外研究機関と連携してリアクターの基本構造のモデル設計を行った。従来のバッチ式とは異なり、発生する未反応モノマーを反応中に循環させるユニットを接続することで、モノマーを分離・回収し、結果的に目的のCO2/エポキシド共重合体の収率向上を達成可能なリアクターの設計指針を得た。新型コロナウィルス感染症の世界的流行の影響で海外研究機関への渡航や現地での研究開発を進めることができなかったが、メールやオンライン打ち合わせを通じて具体的にリアクターのプロトタイプを設計し、反応実験を海外研究機関と連携して行っていくための基本指針を得ることができた。
一方で、本研究からの派生効果として、CO2/エポキシド共重合体の持つ高いガスバリア性を詳細に分析・評価し、透明性に優れ、生分解性を有し、高ガスバリア性を示す新材料の開発につながる新たな研究を行うことができた。具体的には、CO2/エポキシド共重合体の他の高分子には見られない特異的なガスバリア機能について、海外研究機関に既設の装置を用いてガス透過係数を測定した。その結果、ポリエチレンカーボネート(PEC)およびポリプロピレンカーボネート(PPC)は、一般的にガスバリア性に優れるポリマーと同等の性能を有し、かつ生分解性のポリ乳酸(PLA)よりも10倍以上酸素バリア性に優れることが分かった。本研究は、食品包装材や農業用フィルムなど、ガスバリア性や生分解性を必要とする新たな材料に応用できる可能性のある成果である。
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Research Products
(3 results)
