有機超強酸を用いた精密重合法による特殊構造ポリマーの合成と機能性材料の開発

利用有机超强酸精密聚合合成特殊结构聚合物并开发功能材料

基本信息

批准号：
13J03764
负责人：
高田健司
金额：
$ 2.32万
依托单位：
Kanazawa University (2015)Hokkaido University (2013-2014)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、新規に合成した開始剤を用いたグループトランスファー重合により特殊構造ポリマーの精密合成を行い、得られたポリマーの物性評価により、高度な機能性を有する材料の開発を目的とした。平成27年度は、特殊な構造を有するポリマー合成について検討を行った。前年度で得た、末端に官能基を有したポリマーの合成に関する知見を活かして星形ポリマーの合成を試みた。実際には、シリルケテンアセタール構造を複数有する開始剤を合成し、その開始剤がグループトランスファー重合に適用可能であるかを検討した。開始剤はペンタエリトリトールを出発原料として、アルコール系デンドリマーの合成、エステル化、シリル化の手順を踏み、合成した。構造はNMRおよびサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により決定した。得られた開始剤を用いてグループトランスファー重合を試みたところ、本年度において合成した開始剤はアクリレート系モノマーの制御重合に適していることが明らかとなり、分岐数、分子量、ブロックコポリマー配列の制御された特殊構造ポリマーが合成可能であることを示した。精密合成された特殊構造ポリマーの物性評価と構造の相関を明らかにするまでには至らなかったが、海外の研究者とのコラボレーションにより今後、一つの研究分野として発展していくことが期待されるものとなった。本研究全体を通して「アニオン重合によりこれまで達成されていないアクリレート系ポリマーの精密合成とその特殊構造ポリマーの合成」が達成されたことは高分子合成の分野において大きなインパクトを与えたといえる。

在本研究中，我们使用新合成的引发剂通过基团转移聚合精确合成具有特殊结构的聚合物，并通过评估所得聚合物的物理性能，旨在开发具有先进功能的材料。 2015年，我们研究了特殊结构聚合物的合成。我们尝试利用前一年获得的关于合成末端带有官能团的聚合物的知识来合成星形聚合物。事实上，我们合成了一种具有多个甲硅烷基乙烯酮缩醛结构的引发剂，并检验了该引发剂是否可以应用于基团转移聚合。以季戊四醇为起始原料，经醇基树枝状大分子合成、酯化和甲硅烷基化步骤合成引发剂。通过NMR和尺寸排阻色谱(SEC)确定结构。当使用所得引发剂尝试基团转移聚合时，发现今年合成的引发剂适合丙烯酸酯单体的控制聚合，并且可以控制支链数、分子量和嵌段共聚物排列。表明可以合成具有特殊结构的聚合物。尽管目前还无法阐明精确合成的特殊结构聚合物的物理性能评估与结构之间的相关性，但预计通过与海外研究人员的合作，这项研究将成为未来的一个研究领域。可以说，这项研究通过阴离子聚合实现了“丙烯酸酯聚合物的精确合成和特殊结构聚合物的合成”，对聚合物合成领域产生了巨大影响。