共有結合の解離・形成制御に基づく機能性架橋ポリマーの創製

基于共价键解离和形成的控制创建功能性交联聚合物

基本信息

批准号：
12J07074
负责人：
今任景一
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、室温・空気中という穏和な環境下で自発的に解離・再結合を行う化合物（DABBF）を高分子に導入することで、無溶媒のバルク状態で自己修復可能な材料を開発し、高強度ナノファイバーとのコンポジットにより高強度化を、低表面自由エネルギーで材料表面に集まるフルオロアルキル基を用いて高修復性を達成することを目的としていた。前年度までに、バルク状態で修復可能な高分子材料の調製とその修復機構の詳細な検討に成功し、力学的刺激による可逆的な色調変化（メカノクロミズム）も見出した。これらの結果を踏まえ、今年度は「セルロースナノクリスタル（CNC）とのコンポジット化による高強度自己修復材料の調製」を試みた。所属研究室にCNCに関する知見がなかったが、日本学術振興会の日本－スイス若手研究者交流事業2014の援助により、CNCの権威である、スイスのProf. Christoph Wederの指導の元、研究する機会を頂き、CNCの調製と開発した自己修復材料とのコンポジット化を行った。得られた材料の強度はCNCの重量分率の増加に伴い増大し、最大で5倍以上に向上した。一方で、修復性に大きな低下は見られず、高強度自己修復材料の調製に成功した。また更なる高強度化のため、DABBFで修飾したCNCによるコンポジット材料も調製した。本年度で本事業は終了するが、今後は調製方法の最適化と力学物性や自己修復性のより詳細な解析を行う予定である。以上のように、今年度は「CNCとのコンポジット化による高強度自己修復材料の調製」に成功することができた。目標の一つであったフルオロアルキル基を用いた高修復性は未達成だが、もう一つの目標であるナノコンポジット化による高強度自己修復材料の創出は達成した。本研究課題では、この他に修復機構の詳細な検討やメカノクロミズムという興味深い現象も見出し、期待以上の成果を得ることができた。

在这项研究中，我们通过将一种在室温和空气等温和环境下自发解离和重组的化合物（DABBF）引入到聚合物中，开发了一种可以在无溶剂本体状态下进行自我修复的材料。通过采用高强度纳米纤维的复合材料实现高强度，并通过利用聚集在材料表面且表面自由能较低的氟代烷基实现高可修复性。到前一年，我们已经成功制备了一种可以在本体状态下修复的高分子材料，并对其修复机制进行了详细研究，还发现了机械刺激引起的可逆颜色变化（力致变色）。基于这些结果，今年我们尝试“通过与纤维素纳米晶体（CNC）复合来制备高强度的自修复材料。”虽然我的实验室对CNC一无所知，但在日本学术振兴会日瑞青年研究员交流的支持下，我有机会在瑞士CNC权威Christoph Weder教授的指导下进行研究2014年计划。作为回应，我们准备了CNC并将其与我们开发的自修复材料复合。所得材料的强度随着CNC重量分数的增加而增加，最高可提高五倍以上。另一方面，没有观察到可修复性明显下降，成功制备了高强度的自修复材料。为了进一步增加强度，我们还制备了经过DABBF改性的CNC复合材料。该项目将于今年结束，但未来我们计划优化制备方法并对力学性能和自修复性能进行更详细的分析。如上所述，今年我们成功“用CNC复合制备了高强度自修复材料”。尽管我们的目标之一——使用氟烷基的高可修复性——没有实现，但我们实现了另一个目标，即通过纳米复合材料的形成创造一种高强度的自修复材料。在这个研究项目中，我们还详细研究了修复机制，发现了一种有趣的现象，称为机械变色现象，并获得了超出我们预期的结果。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

自発的に組み換え可能な動的共有結合を有する架橋ポリマーの自己修復

具有自发重组动态共价键的交联聚合物的自修复

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
今任景一;大石智之;高原淳;大塚英幸
通讯作者：
大塚英幸

Plasticizer-Promoted Thermal Cross-linking of a Dynamic Covalent Polymer with Complementarily Reactive Alkoxyamine Units in the Side Chain under Bulk Conditions

本体条件下增塑剂促进侧链中具有互补反应性烷氧基胺单元的动态共价聚合物的热交联

DOI：
10.1246/bcsj.20140147
发表时间：
2014
期刊：
Bulletin of the Chemical Society of Japan
影响因子：
4
作者：
Jing Su;Keiichi Imato;Tomoya Sato;Tomoyuki Ohishi;Atsushi Takahara;Hideyuki Otsuka
通讯作者：
Hideyuki Otsuka

keiichi-imato

今户敬一