ドメイン構造を有する単分子ポリマーナノ粒子の構築法開発

具有域结构的单分子聚合物纳米颗粒构建方法的开发

• 批准号: 18J20302
• 负责人: 田中 涼斗
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20302/
• 关键词: ブロック共重合体; ヤヌス型ナノ粒子; 分子内架橋; ミクロ相分離; 側鎖変換; 活性エステル; ラジカル重合

架橋用官能基を持つ直鎖状ブロック共重合体を分子内架橋し、一粒子内に二種類の性質を持つヤヌス型粒子の合成を試みた。従来はドメインを確実に構築するため、重合と架橋反応を交互に繰り返す手法を採用しており、煩雑であった。そこで本年度は、架橋用官能基を持つ直鎖状ブロック共重合体を一挙に分子内架橋することにより、ヤヌス型ナノ粒子の合成経路を短縮することを中心に取り組んだ。側鎖に二重結合を有するポリスチレン-ポリカプロラクトンのブロック共重合体に対して大希釈条件下、グラブス触媒第二世代を用いたオレフィンメタセシス反応を行うことで両ブロックを一挙に分子内架橋した。得られた架橋ポリマーを詳細に解析したところ、架橋したブロック共重合体一分子の中で、ポリスチレンドメインとポリカプロラクトンドメインがそれぞれ分離して存在していることを示唆する結果を得た。この結果より、ナノ粒子内にドメイン構造を構築する上で重合と架橋反応を繰り返して行う必要はなく、一回の架橋反応でドメイン構造を構築できることが分かった。また、シンクロトロン放射光を用いてミクロ相分離構造を観察した。その結果、ミクロ相分離構造の形成を示す散乱パターンは観測されなかった。分子内架橋ブロック共重合体だけでなく、直鎖状ブロック共重合体からも散乱ピークが見られなかったことから、分子内架橋によって相分離構造が破壊されたのではなく、ブロック共重合体そのもののパラメータ(分子量やポリマー種の組み合わせ)が不適切であったと考えられる。したがって、ポリマー種や分子量を最適化することで、より微細なミクロ相分離構造を構築するためのヤヌス型ブロック共重合体ナノ粒子を容易に得られると期待できる。

我们尝试通过分子内交联具有交联官能团的线性嵌段共聚物来合成在一个颗粒内具有两种性质的Janus形状颗粒。传统上，为了可靠地构建域，采用交替重复聚合和交联反应的方法，该方法很复杂。因此，今年，我们的重点是通过将具有交联官能团的线性嵌段共聚物进行分子内交联来缩短Janus形纳米粒子的合成路线。采用第二代格鲁布斯催化剂，在大稀释条件下，将侧链带有双键的聚苯乙烯-聚己内酯嵌段共聚物进行烯烃复分解反应，使两个嵌段同时发生分子内交联。对所得交联聚合物的详细分析揭示的结果表明，聚苯乙烯域和聚己内酯域分别存在于交联嵌段共聚物的一个分子内。由该结果可知，不需要重复聚合和交联反应来构建纳米粒子内的域结构，并且可以通过单一的交联反应来构建域结构。我们还使用同步辐射观察了微相分离结构。结果，没有观察到表明形成微相分离结构的散射图案。由于不仅从分子内交联的嵌段共聚物而且从线性嵌段共聚物中都没有观察到散射峰，因此认为相分离结构没有被分子内交联破坏，而是嵌段共聚物本身的参数(分子量和分子量)被破坏。聚合物类型的组合）不合适。因此，通过优化聚合物种类和分子量，有望容易获得用于构建更精细微相分离结构的Janus型嵌段共聚物纳米粒子。

项目成果

高分子化学研究室

高分子化学实验室

分子内架橋を基盤とした両親媒性ブロック共重合体の水中自己組織化制御法

基于分子内交联的两亲性嵌段共聚物水下自组装控制方法

• 发表时间: 2018
• 作者: 田中 涼斗