Aggregation Structure of Hyper-branched Block Copolymers in Solution

溶液中超支化嵌段共聚物的聚集结构

基本信息

批准号：
21K05184
负责人：
登阪雅聡
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

分子形態を明確化するためのシミュレーションを行う際、全原子モデルでは用いるソフトの能力を超えてしまう。そこで着目点を変更し、単純化したモデルによって多分岐高分子の形成過程をシミュレーションするソフトを開発することで、統計的な構造分布の解析を行った。このシミュレーションは、分岐度や分子量を変えた多分岐高分子の分散度や重合速度を良く再現した。加えて、個々の多分岐高分子についても分子量と分岐数に関する統計的な傾向を解析することで、設計通りの構造に近い生成物が得られている事が示された。また、フェニル基を有する分岐剤を新たに合成し、それを用いた多分岐高分子について、フェニル基を分岐点のプローブとしたNMR解析を行ったところ、設計通りに分岐点の導入されていることが示唆された。さらに、分岐構造を変えた種々の試料について動的粘弾性測定を行い、分岐構造に由来する粘度の系統的な低下が確認された。このように、異なる方法で分子形態に関する情報を得ることが出来た。合成法についても、効率化を検討した。均一系では重合後期に系の粘度が増大するため、ブロック共重合の際には試料を再溶解する必要がある。そこで、系の粘度が低く保たれるエマルジョン重合を多分岐高分子に適用することで、本研究で用いるブロック共重合体の効率的合成を可能とした。基板表面の凝集状態に関しては、多分岐高分子溶液を微小ギャップ間に配置した表面力測定により解析した。対向する基板が近接すると、分子レベルの接触で応力が急上昇する距離がある（ハードウォール距離）。この距離は溶液に直鎖高分子を溶解することで大きくなるが、多分岐高分子を溶解した場合にはその二倍程度に大きくなるという結果が得られた。この結果は、多分岐高分子が「境界接触」と呼ばれる状態での摩擦低減に、非常に有効であることを示す。

当进行模拟以阐明分子形态时，全原子模型超出了所用软件的能力。因此，我们改变了重点，开发了软件，使用简化的模型来模拟多支化聚合物的形成过程，以统计分析结构分布。该模拟很好地再现了具有不同支化度和分子量的超支化聚合物的分散性和聚合速率。此外，通过分析各个超支化聚合物的分子量和支链数的统计趋势，表明获得了结构接近设计结构的产品。此外，我们新合成了具有苯基的支化剂，并使用苯基作为支化点探针对多支化聚合物进行了NMR分析，结果发现支化点按照设计引入。此外，对具有不同支化结构的各种样品进行了动态粘弹性测量，并证实了由于支化结构而导致的粘度系统性降低。通过这种方式，我们能够使用不同的方法获得有关分子形态的信息。我们还考虑了提高合成方法效率的方法。在均相体系中，聚合后期体系粘度增大，因此嵌段共聚时需要重新溶解样品。因此，通过将保持体系粘度较低的乳液聚合应用于超支化聚合物，我们能够有效地合成本研究中使用的嵌段共聚物。使用放置在微小间隙之间的多支化聚合物溶液通过表面力测量来分析基底表面上的团聚状态。当相对的基板靠近时，存在一段距离（硬壁距离），由于分子水平的接触，应力迅速增加。当线性聚合物溶解在溶液中时，该距离变得更大，但当溶解多支链聚合物时，该距离变得大约两倍。该结果表明，超支化聚合物在减少“边界接触”状态下的摩擦方面非常有效。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

エマルジョンTERP を用いた多分岐高分子の構造制御合成

使用乳液 TERP 进行结构控制的超支化聚合物合成

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
蒋語涵;木舩雅人;仝天翔;登阪雅聡;松宮由実;渡辺宏;山子茂
通讯作者：
山子茂

重合誘起自己組織化を用いた超分岐高分子の合成

利用聚合诱导自组装合成超支化聚合物

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
後藤加奈;路楊天;登阪雅聡;山子茂
通讯作者：
山子茂

Synthesis of Linear and Hyperbranched Polymers by Ab-Initio Emulsion Organotellurium-Mediated Radical Polymerization

从头开始乳液有机碲介导的自由基聚合合成线性和超支化聚合物

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
蒋語涵;登阪雅聡;山子茂
通讯作者：
山子茂

構造制御された多分岐高分子の単段階合成における反応進行過程のシミュレーション

结构控制超支化聚合物一步合成反应过程的模拟

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
登阪雅聡;山子茂
通讯作者：
山子茂

Stochastic Simulation of Controlled Radical Polymerization of Den-dritic Hyperbranched Polymers

树枝状超支化聚合物受控自由基聚合的随机模拟

DOI：
10.26434/chemrxiv-2023-l55nn
发表时间：
2023
期刊：
ChemRxiv
影响因子：
0
作者：
Tosaka Masatoshi;Takeuchi Hinako;Kibune Masato;Tong Tianxiang;Zhu Nanyi;Yamago Shigeru
通讯作者：
Yamago Shigeru