汎用五大高分子の代替となるエステルフリー型生分解性高分子の設計と合成

可替代五种主要通用聚合物的无酯生物降解聚合物的设计与合成

基本信息

批准号：
20H02799
负责人：
網代広治
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02799/
关键词：
生分解性トリメチレンカーボネート高分子合成

项目摘要

本研究の目的は、海洋分解性高分子材料のうち、ポリトリメチレンカーボネート(PTMC)誘導体を骨格とする新概念のモノマー・高分子の分子設計と、最適構造化の学理を開拓することである。特に、エステルフリー型でトリメチレンカーボネート(TMC)側鎖に導入された置換基が、その高分子の特性にどのような影響を及ぼすのかを明らかにし、新しい学理を構築することを目指していた。新モノマーの設計指針は、(i)汎用樹脂の化学構造、(ii) 高性能化構造、(iii) ブレンド剤と適合する化学構造、(iv)スイッチ機能の付与、から構成されている。本年度は、（i）汎用樹脂の化学構造について、ポリエチレン・ポリスチレン・塩化ビニルなどの構造を取り入れた新規高分子を合成し、その耐熱性を明らかとした成果が得られている。まず、塩化ビニルを類似構造に見立てた場合では、塩素基が脱離基として働くためにモノマー合成が困難であることが分かった。一方で、ポリエチレン・ポリプロピレンを類似構造に見たてた場合では、炭素数８，１２，１６，１８，２０の直鎖アルキル基を側鎖に有する一連の新規モノマーを合成することができた。これらは通常の重合条件で分子量数千の高分子が得られ、側鎖の長さに従って融点、ガラス転移点、および熱分解温度などの耐熱性が向上した。さらに、ポリスチレンを類似構造に見立てた場合では、トリフェニルメチル基を導入したエステルフリー型PTMC誘導体について、TMCとの共重合体を様々なモノマー比で調製することに成功した。これらの共重合体においても、トリフェニルメチル基を導入した成分の量が増加するにしたがって、耐熱性が向上した。

这项研究的目的是发展基于聚三甲基碳酸盐（PTMC）衍生物作为骨链的新单体和聚合物新概念的分子设计，这些概念是海洋降解的聚合物材料，并发展了最佳结构理论。特别是，目的是阐明无酯形式中引入三甲基碳酸盐（TMC）侧链的取代基如何对聚合物的性质产生影响，并构建新理论。新单体的设计指南由（i）通用树脂的化学结构组成，（ii）高性能结构，（iii）与混合剂兼容的化学结构，以及（iv）提供开关功能。今年，（i）新聚合物与多乙烯，聚苯乙烯和氯化乙烯基的结构合成有关通用树脂的化学结构，并获得结果，以阐明其耐热性。首先，发现当氯化乙烯基被认为具有相似的结构时，很难合成单体，因为氯团充当离开组。另一方面，当聚乙烯/聚丙烯以相似的结构查看时，可以合成具有8,12、16、18和20个碳原子的一系列新型单体，可以合成8,12、16、18和20个碳原子。在正常聚合条件下获得了几千个分子量的聚合物，并根据侧链的长度改善了熔融点，玻璃过渡点和热解温度的耐热性。此外，当聚苯乙烯被认为具有相似的结构时，我们已成功制备了与TMC具有不同单体比的共聚物，用于无酯的PTMC衍生物，其中引入了Triphenylmethyl基团。在这些共聚物中，作为三苯基甲基的成分量增加，耐热性提高了。