Control of crosslinked polymer architecture in living radical polymerization

活性自由基聚合中交联聚合物结构的控制

• 批准号: 22K04817
• 负责人: 飛田 英孝
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04817/
• 关键词: 架橋高分子; ネットワーク高分子; 高分子ゲル; 回転半径; グラフ直径; 非ランダム; 普遍性; シミュレーション; ラジカル重合

（１）　リングフリー構造の範疇で種々の反応系において形成される分岐・架橋構造に対して検討を加えたところ、いずれの反応系においても二乗平均回転半径とグラフ直径の間には単純な比例関係が成立し、比例係数aは、ランダム／非ランダム構造を問わず0.17-0.18という狭い範囲にあり、構造因子の影響（一次分子鎖長、一次高分子間の結合法則）は小さいことが示された。なお、直鎖およびリング高分子では、この値が1/6=0.167となることは既知である。（２）　グラフ理論を活用し、ランダム架橋ネットワークにおける二乗平均回転半径とグラフ直径の関係について検討したところ、サイクルランクrにて分別した成分について、一次高分子の本数・分布にかかわらずリングフリー系と同様の比例関係が成立し、比例係数aはrにより決定されることを見出し、aをrの関数として表す簡便な式を提案した。（３）　種々の非ランダム架橋におけるネットワーク高分子について二乗平均回転半径とグラフ直径の関係について検討したところ、ランダム架橋高分子の場合と同様に、サイクルランクrにて分別した成分について比例関係が成立し、比例係数はランダム架橋高分子に対する比例係数に定数fを掛けた値となること、さらにfの値は1に近く、その差異は多くの場合5%程度以内であることを見出した。（４）　項目（１）で示したリングフリー高分子系は、r=0の場合に相当し、（３）の知見は、リングフリー高分子において比例係数の値に対する構造因子の影響が小さいという知見とも合致する。（５）　項目（３）の知見は、統計的ネットワーク高分子における二乗平均回転半径とグラフ直径の関係に対するrの影響は、一次高分子間の結合法則に依存せず同じ関数で表されることを示しており、普遍的関係（Universality）を表していると考えられる。

(1)当我们研究无环结构范畴中各种反应体系中形成的支化和交联结构时，我们发现在所有反应体系中，均方根回转半径与图形直径之间存在简单的比例关系建立了关系，无论无规/非无规结构，比例系数a都在0.17-0.18的狭窄范围内，表明结构因素（初级分子链长度、初级聚合物之间的结合规律）的影响较小。完成了。已知对于线性和环状聚合物，该值为1/6=0.167。 (2) 利用图论，我们研究了随机交联网络中的均方根回转半径与图直径之间的关系，发现对于在环阶 r 处分离的组分，无环系统我们发现存在比例关系与此类似，比例系数a由r决定，并提出了一个简单的公式将a表示为r的函数。 (3)当研究各种非无规交联中网络聚合物的均方根回转半径与图直径之间的关系时，对于按环阶r分隔的组分建立了比例关系，就像无规交联聚合物的情况一样。然而，我们发现比例系数是随机交联聚合物的比例系数乘以常数f得到的值，且f值接近于1，大多数情况下差异在5%左右。 (4)(1)项所示的无环聚合物体系对应于r=0的情况，(3)中的发现表明，环中结构因素对比例系数值的影响较小这与研究结果一致。 (5) 第(3)项的发现是，r对统计网络聚合物中的均方根回转半径与图形直径之间的关系的影响不依赖于初级聚合物之间的成键定律，并且可以用下式表示：它被认为代表了一种普遍的关系。

项目成果

Dimensions of Network Polymers: Universal Relationship for the Ratio between Mean‐Square Radius of Gyration and Graph Diameter

网络聚合物的尺寸：均方回转半径与图形直径之比的普遍关系

• DOI: 10.1002/mats.202300012
• 发表时间: 2023
• 期刊: Macromolecular Theory and Simulations
• 影响因子: 1.4
• 作者: S. Zhang;S. Inagaki;Y. Kubota;西村京輔，志村泰充，稲垣怜史，窪田好浩;張 聖翔，稲垣怜史，窪田好浩;黒沢実穂乃，原孝佳，一國伸之;日下裕太，西本俊介，亀島欣一;Tobita Hidetaka
• 通讯作者: Tobita Hidetaka