Development of new fabrication methods of polymer materials based on the structurally controlled hyperbranched polymers

基于结构控制超支化聚合物的高分子材料新型制备方法的开发

基本信息

批准号：
21H05027
负责人：
山子茂
金额：
$ 122.39万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

1) HBP合成の深化と新しいHBP分子の創製、2) HBPの物性・機能の解明、3) HBP合成・物性・機能インフォマティクスの構築、について検討を行った。1) においては、前年度に確立したエマルジョン重合系をHBP合成へと利用することで、分岐数が255に達する、第8世代のHBPの合成に初めて成功すると共に、ブロック重合により線状構造と分岐構造、あるいは異なる分岐構造からなるトポロジカルブロック重合体の合成に成功した。さらに、合成したホモHB-ポリアクリル酸ブチル（HBPBA）およびトポロジカルブロックPBAの固有粘度測定により、同じ分子量を持つ高分子においても、分岐構造とトポロジーの違いにより、系統的に粘度が変化することを明らかにした。2) においては、本研究で合成されるHBPの構造の制御に関する妥当性を明らかにするため、確率論的シミュレーションにより解析を行った。その結果、分散度の広がりが分岐点数の分布に由来しており、停止反応などの副反応の影響ではないことを明らかにした。さらに、分子量の分布が広くなっても、分岐構造自体は制御されていることも示唆された。加えて、分岐構造生成したHBPの構造の分布の解析により、予想された分岐構造を持つHBの重量分布が最も多いことを明らかにした。さらに、実験的にもレオロジー測定により、分岐構造が高度に制御されていることが示唆された。3) に関しては、昨年度に引き続きラジカル共重合に関する文献データの網羅的に収集し、データベースの構築を行ない、ウェブ上で公開した（https://copoldb.jp/, https://www.copoldb.jp/）。さらに、このデータベースを用いた機械学習により、共重合性に及ぼす因子の定量化について予備的検討を行った。

我们研究了 1) 深化 HBP 合成并创建新的 HBP 分子，2) 阐明 HBP 的物理性质和功能，3) 构建 HBP 合成、物理性质和功能信息学。 1）利用前一年建立的乳液聚合体系进行HBP合成，我们首次成功合成了支链数为255的第8代HBP，并通过嵌段聚合创建了线性结构。成功合成了具有支化结构或不同支化结构的拓扑嵌段聚合物。此外，通过测量合成的均聚HB-聚丙烯酸丁酯（HBPBA）和拓扑嵌段PBA的特性粘度，我们发现即使在具有相同分子量的聚合物中，由于支化结构和拓扑结构的差异，粘度也会发生系统变化。在2)中，我们使用随机模拟进行了分析，以阐明控制本研究中合成的HBP结构的有效性。结果表明，分散体的扩展是由于支化点数量的分布引起的，而不是由于终止反应等副反应引起的。此外，表明即使分子量分布变宽，支化结构本身也受到控制。此外，对具有支化结构的HBP的结构分布分析表明，具有预期支化结构的HBs具有最高的重量分布。此外，实验和流变测量表明支化结构是高度受控的。关于3），继去年之后，我们全面收集了自由基共聚的文献数据，构建了数据库，并在网络上发布（https://copoldb.jp/，https://www.copoldb.jp/）。此外，我们使用该数据库通过机器学习对影响共聚性的因素进行了初步研究。