環状トポロジカル高分子の精密合成と粘弾性

环状拓扑聚合物的精密合成及粘弹性

基本信息

批准号：
14J03393
负责人：
土肥侑也
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、線状鎖の両端に環状鎖が連結した「ダンベル型高分子」の精密合成と、その粘弾性挙動の調査を行った。試料はアニオン重合法により、環化連結点にジフェニルエチレン型ビニル基を有する環状ポリスチレン（分子量３万）に、両末端リビング線状ポリスチレン（分子量８万あるいは２４万）を反応させた後、サイズ排除クロマトグラフィー（SEC）と相互作用クロマトグラフィー（IC）による多段階の分取精製を行うことで、高純度試料を調製した。得られた試料は、SECに多角度光散乱（MALS）検出器を取り付けたSEC-MALS測定により絶対分子量を見積もり、またIC測定により純度を定量的に見積もることで、分子特性を評価した。これらの測定により、本研究で得られたダンベル型高分子試料が分子設計通りかつ高純度に調製できていることを確認した。得られたダンベル型高分子試料のうち、中央線状鎖の分子量が２４万と分子量の大きな試料の粘弾性測定を行った。その結果、中央線状鎖単体では分子間の絡み合いに起因したゴム状平坦領域を示した後に、終端緩和挙動が見られたのに対し、線状鎖の両端に小さな環状鎖が連結したダンベル型試料では、著しく長いゴム状平坦領域を示し、観測の範囲内において流動挙動をほとんど示さないことが明らかとなった。この結果は、ダンベル型高分子において、通常の線状鎖には生じえないような特徴的な分子間相互作用が生じていることを強く示唆している。これまでの実験的知見から考察すると、この著しい緩和の遅延は、ダンベル型高分子の末端の環状鎖部に別の分子が貫入することにより生じていると考えられる。

今年，我们精确合成了一种在直链两端连接有环状链的“哑铃形聚合物”，并研究了其粘弹性行为。该样品是通过阴离子聚合制备的，其中在环化连接点具有二苯乙烯型乙烯基的环状聚苯乙烯（分子量30,000）与两端的活性线性聚苯乙烯（分子量80,000或240,000）反应，然后进行尺寸排阻。使用色谱 (SEC) 和相互作用色谱 (IC) 进行多步制备纯化，制备高度纯化的样品。所获得的样品的分子性质通过使用安装在SEC上的多角度光散射(MALS)检测器的SEC-MALS测量估计绝对分子量并通过IC测量定量估计纯度来评价。这些测量证实本研究获得的哑铃形聚合物样品是按照分子设计制备的并且具有高纯度。在获得的哑铃形聚合物样品中，测量其中心直链具有240,000的大分子量的样品的粘弹性。结果，在单个中心线性链的情况下，观察到由分子间缠结引起的橡胶状平坦区域，随后出现末端松弛行为，而在其两端连接有小环形链的哑铃状形状。观察到直链。结果表明，样品表现出明显长的橡胶状平台区域，并且在观察范围内几乎没有表现出流动行为。这一结果强烈表明，在哑铃形聚合物中存在正常直链中不发生的独特分子间相互作用。考虑到迄今为止的实验结果，人们认为这种松弛的显着延迟是由另一个分子渗透到哑铃形聚合物末端的环链部分引起的。

项目成果

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Melt Rheology of Ring Polystyrenes with Ultrahigh Purity

超高纯环状聚苯乙烯的熔体流变学

DOI：
10.1021/acs.macromol.5b00076
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
5.5
作者：
Yuya Doi; Kazuki Matsubara; Yutaka Ohta; Tomohiro Nakano; Daisuke Kawaguchi; Yoshiaki Takahashi; Atsushi Takano;Yushu Matsushita
通讯作者：
Yushu Matsushita

Linear melt rheology of tadpole-shaped polystyrenes with high purity

高纯度蝌蚪形聚苯乙烯的线性熔体流变学