炭酸ガスを原料とするポリマー材料の合成とケミカルリサイクルシステムの構築

以二氧化碳为原料的高分子材料合成及化学品回收系统建设

基本信息

批准号：
17655047
负责人：
遠藤剛
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17655047/
关键词：
炭酸ガス高分子合成環境材料リサイクル

项目摘要

二酸化炭素を原料として低環境負荷材料を構築するために、二酸化炭素を原料として得られる五員環カーボナート構造をもつモノマーの合成と重合を行った。まず、二酸化炭素を原料として五員環カーボナート構造をもつ新規メタクリラートを合成し、そのラジカル重合を行った。その結果対応するポリマーが得られ、適切なスペーサーを導入すれば、従来は困難であった柔軟なフィルムの形成も可能となった。得られたポリマーは側鎖の五員環カーボナート構造とスペーサーの極性基にもとづいてリチウム塩と良好な親和性を示したことから、新しい高分子支持電解質の設計に有用と期待される。また、環状カーボナート構造はポリマーのガラス転移温度を大幅に上昇させるのに対し、直鎖の脂肪族カーボナート構造はポリマーのガラス転移温度を大幅に低下させることを見いだした。さらに、前年行ったケミカルリサイクル性材料の合成を非収縮性重合系の設計へと展開し、製品の強度低下の要因となる重合時の体積収縮が少ない硬化系を設計することができた。特に、二重結合をもつスピロオルトエステルのラジカル重合、およびラジカル共重合により得られる側鎖にスピロオルトエステル基をもつポリマーは、条件を選択することで二重開環型の架橋と、単開環型の架橋が起きるが、これにより可逆的な架橋-解架橋反応と非収縮性の硬化反応のいずれかを起こすことができ、ケミカルリサイクル性と非収縮硬化性をあわせもった材料であることを見いだした。

为了以二氧化碳为原料构建对环境影响低的材料，我们合成并聚合了以二氧化碳为原料获得的具有五元环碳酸酯结构的单体。首先，以二氧化碳为原料合成了具有五元环碳酸酯结构的新型甲基丙烯酸酯，并进行了自由基聚合。结果，获得了相应的聚合物，并且通过引入适当的间隔物，可以形成以前难以实现的柔性膜。基于侧链的五元环碳酸酯结构和间隔基的极性基团，所得聚合物与锂盐表现出良好的亲和力，因此有望用于新型聚合物负载电解质的设计。他们还发现，环状碳酸酯结构显着提高了聚合物的玻璃化转变温度，而直链脂肪族碳酸酯结构显着降低了聚合物的玻璃化转变温度。此外，我们将前一年进行的化学可回收材料的合成发展到非收缩聚合体系的设计中，并能够设计出一种固化体系，该体系在聚合过程中表现出较小的体积收缩，这是降低强度的一个因素的产品。特别地，通过选择条件，可以将具有双键的螺原酸酯自由基聚合和自由基共聚得到的侧链具有螺原酸酯基团的聚合物制成双开环型交联或单开环型交联。发生类型交联，这可以引起可逆的交联-解交联反应或非收缩硬化反应，并且我发现该材料必须同时具有化学可回收性和非收缩硬化性能。