脂肪族ポリカルボナートを連結したブロック共重合体の開発と材料特性の解明

连接脂肪族聚碳酸酯的嵌段共聚物的开发和材料性能的阐明

基本信息

批准号：
20K05599
负责人：
中野幸司
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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-20K05599/
关键词：
エポキシド二酸化炭素ポリカルボナートブロック共重合体

项目摘要

本研究では，エポキシドと二酸化炭素との交互共重合によって合成できる脂肪族ポリカルボナート（APC）をマクロ開始剤とする重合によって，APCと他の高分子を連結したブロック共重合体の新しい合成法を開発する．また，得られるブロック共重合体の基礎的な力学特性や相分離挙動，相溶化作用を評価し，構造と物性の相関を解明する．令和4年度は，前年度までの成果を基に，APCとビニルポリマーとのブロック共重合体の物性評価をおこなった．まず，APCとしてポリプロピレンカルボナート（PPC），ビニルポリマーとしてポリメタクリル酸メチル（PMMA）を選定し，それらポリマーを連結したブロック共重合体（PPC-block-PMMA）の相容化効果を検証した．PPCとPMMAとのブレンドに対してPPC-block-PMMAを添加し，得られたポリマーブレンドの引張強度を評価したところ，PPC-block-PMMAの添加量が多くなるほど引張強度が向上する傾向が確認された．また，動的粘弾性測定の結果，PPC-block-PMMAを添加することによって，損失正接［tan(delta)］のピーク（ガラス転移温度）が低温シフトすることが確認された．また，電子顕微鏡観察では，PPC-block-PMMA添加によってPPCの分散がより微細になることも確認された．以上のことから，PPC-block-PMMAが相容化剤として一定の効果を持つことが明らかとなった．前年度までに合成に成功していたAPCとポリシクロアルケンとのトリブロック共重合体の物性評価を目的に，分子量が異なる一連のトリブロック共重合体の合成について検討した．その過程で，これまでの合成法では分子量の制御が難しいことや，目的のトリブロック共重合体に加えて四つ以上のブロックから構成されるマルチブロック共重合体も副生している可能性があることが明らかとなった．

在这项研究中，我们提出了一种使用脂肪族聚碳酸酯（APC）作为大分子引发剂，通过聚合来连接APC和其他聚合物的嵌段共聚物的新方法，该方法可以通过环氧化物和二氧化碳的交替共聚来合成。此外，我们还将评估所得嵌段共聚物的基本机械性能、相分离行为和增容效果，并阐明结构和物理性能之间的关系。 2020年度，我们根据截至前一年的结果，对APC与乙烯基聚合物的嵌段共聚物的物性进行了评价。首先，我们选择聚碳酸亚丙酯（PPC）作为APC，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为乙烯基聚合物，验证了这些聚合物连接的嵌段共聚物（PPC-block-PMMA）的相容效果。当将PPC-嵌段-PMMA添加到PPC和PMMA的共混物中并评价所得聚合物共混物的拉伸强度时，证实随着PPC-嵌段-PMMA添加量的增加，拉伸强度趋于提高。完成了。此外，动态粘弹性测量结果证实，通过添加PPC-block-PMMA，损耗角正切[tan(δ)]（玻璃化转变温度）的峰值会向更低的温度移动。此外，电子显微镜证实PPC-block-PMMA的添加导致PPC更精细的分散。由上可见，PPC-block-PMMA作为增容剂具有一定的效果。为了评价去年已成功合成的APC和聚环烯烃三嵌段共聚物的物理性能，我们研究了一系列不同分子量的三嵌段共聚物的合成。在此过程中，使用常规合成方法难以控制分子量，并且除了所需的三嵌段共聚物之外，还可能生成由四个或更多个嵌段组成的多嵌段共聚物作为副产物。很明显，确实存在。