SCAT重合による高強度超分子自立膜の創製とガス選択分離膜としての応用

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本研究は申請者が見出した実用的なスケールで超分子膜を合成できるポリフェニルアセチレン膜の光環化反応(SCAT)による超分子自立膜の調製法を発展させるものである。本研究で最近新たに見つけたSCAT反応とともに起こるポリフェニルアセチレン骨格に有するビニルエーテルの重合反応を利用し超分子自立膜の高強度化とSCAT重合のメカニズムの解明を目的とする。SCAT反応が起こるDHPA型モノマーにビニルエーテル基（VE基）あるいはそれよりも重合性の低いプロペニルエーテル基(PE基)を導入したモノマー（それぞれDVOEDHPA、DPOEDHPA）を合成してTHF中、[Rh(nbd)Cl]2/TEAを触媒に用いて前駆体ポリマーの合成を行い1.8万ー29.8万の高分子量体を得た。さらに製膜性が高く気体透過性の優れたポリマーが得られるトリメチルシリルフェニルアセチレン（SPA）との共重合も行い高分子量体が得られた。得られたこれらのポリマーのSCAT反応を検討した。poly(DVOEDHPA)、poly(DPOEDHPA)は膜が透明化しSCAT反応を起こした。一方、copoly(DVOEDHPA/SPA)(75/25)はSCAT反応を起こさなかった。これはSPAを導入することで主鎖の螺旋ピッチが変わりSCAT反応が起こらなくなったと考えられる。SCAT反応前のそれぞれのポリマーはTHFに可溶であったが、照射後は不溶化し、それぞれのIRスペクトルからポリマーの重合性基のピークが消失し、光照射によってVE基とPE基による架橋構造が形成された。SCAT反応で生じるラジカルがVEを架橋させると考えていたが、SCAT反応しなかったcopoly(DVOEDHPA/SPA)も架橋反応を起こしたため、SCAT重合の反応メカニズム解明のために共重合比率を変えて検討するなどのさらに検討する必要が生じた。