Innovative polymer materials based on elucidation of the mechanism of novel functions of ionic polysiloxanes

基于阐明离子聚硅氧烷新功能机理的创新聚合物材料

• 批准号: 22H02142
• 负责人: 原 光生
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02142/
• 关键词: イオン性高分子; ポリシロキサン; 力学物性; 湿度応答; 自己集合; 水和; アイオノマー; イオン性高分子; ポリシロキサン; 力学物性; 湿度応答; 自己集合; 水和; アイオノマー

本研究課題の目的は、イオン種やイオン量、主鎖の分岐数、モノマー配列などを様々に設計したイオン性の直鎖状ポリシロキサンを合成し、堅硬性や自己集合性の発現機構を解明することである。令和4年度は、イオン基ユニットと非イオン基（ジメチルシロキサン）ユニットからなるランダム共重合体を二種類の二官能性シランカップリング剤から合成し、湿度制御下の各種in-situ測定（X線回折法や水晶振動子マイクロバランス（QCM）法、赤外分光法）にて系統的に自己集合挙動を評価した。その結果、非イオン基ユニットの割合が増えるほど自己集合の秩序が高くなった。これまでイオン性ポリシロキサンの自己集合を支配するのは分子内や分子間でのイオン凝集であると想定していたため、この結果は予想に反する結果であった。また、既存の変性シリコーンオイルの構造式に近づくほど自己集合しやすくなるという事実は、これまで見逃されていた性状が複数存在する可能性を示唆しており、興味深い。さらにイオン性ポリシロキサンのホモポリマーに関して、イオン基部分のハロゲンが異なるポリマーを3種類合成し自己集合を調べたところ、その秩序や周期サイズが周期表の序列に依存しないこともわかった。令和4年度の研究において自己集合に最適なイオン基密度が存在することが示されたため、今後はイオン基サイズまで視野に入れて研究を展開していく。研究開始時点で予想していなかった成果を複数見いだすことができ、当初の計画以上の進展があった。これらの成果は論文や学会で積極的に報告した。

该研究主题的目的是通过各种设计，离子物种，离子量，主链的分支数和单体序列合成离子线性多硅氧烷，并阐明硬度和自组装的机制。在2022年，由离子组单位和非离子组（二甲基硅氧烷）单位组成的随机共聚物是从两种类型的硅烷偶联剂中合成的，并使用在湿度控制下使用过敏测量（X射线差异，QCCM MicroBARESADER MICTRED）（QCCM）进行系统评估的两种类型的硅烷偶联剂，并系统地评估了自组装行为。结果，自组装顺序越高，非离子群体单位的比例越高。到目前为止，这一结果与期望相反，因为假定分子内和分子间离子聚集占据了离子多硅氧烷的自组装。此外，现有改良的硅油的结构公式越接近这一事实，即自我组装的可能性越大，这表明可能存在多种特性。此外，关于离子多硅氧烷的均聚物，当离子组部分中具有不同卤素的三种类型的聚合物合成并研究了自组装时，发现它们的顺序和周期性并不依赖于元素周期表的分层顺序。在2022年的研究中，结果表明，自组装有最佳离子组密度，因此我们将继续开发我们的研究，以便将来甚至是离子群的大小。我们能够找到一些在研究开始时没有期望的结果，并且取得的进展比最初计划的要多。这些结果在论文和学术会议上积极报道。