2014 Fiscal Year Annual Research Report
植物由来高分子の分子特性解析とその超薄膜の分子鎖凝集構造
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25810077
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
檜垣 勇次 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (40619649)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 植物由来樹脂 / ポリマーブラシ / 分子鎖形態 / 高分子薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非ポリエステル系植物由来高分子であるポリ（α-メチレン-γ-ブチロラクトン）（PMBL）の分子特性を先端分析技術を駆使して詳細に解析することにより、新規高分子材料創出、ならびに既存高分子材料の高機能化に資する分子設計指針の確立を目指して研究を行った。
本年度はPMBLの樹脂としての基本特性の発現原理を理解するため、分子量の制御されたPMBLポリマーの溶液状態における分子鎖形態を解析して分子鎖の剛直性を評価した。表面開始原子移動ラジカル重合法により分子量の制御されたPMBLを合成した。PMBL側鎖のラクトン環が開環した構造に相当するポリメチルメタクリレート（PMMA）を比較サンプルとして用いた。溶液状態におけるPMBLの分子鎖形態を、小角X線散乱（SAXS）測定、SEC-MALS測定を駆使して評価した。無限希釈状態における過剰散乱強度を外挿し、Guinier領域の初期勾配から二乗平均回転半径を算出する。Krathky-Porod鎖モデルに基づきフィッティングすることにより剛直性パラメーター（Kuhnセグメント長）を評価した。PMBLはブチロラクトン溶液中において非摂動状態に近い分子鎖形態をとり（θ状態）、その非摂動状態における剛直性パラメータを算出したところ、屈曲性鎖であるPMMAと同等の剛直性を示した。この結果は、従来分子鎖の剛直性に基づくと考えられていたPMBLの高弾性率、低靭性の発現メカニズムを覆す結果である。本研究結果より、PMBLの特徴的な分子特性が側鎖の環状構造に起因する自由体積の低減と、バルク状態における高い分極による分子鎖間相互作用によることが解明された。新たな新規植物由来樹脂の探索と分子設計に有用な学術的知見を得ることができた。
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