汎用五大高分子の代替となるエステルフリー型生分解性高分子の設計と合成

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本研究の目的は、海洋分解性高分子材料のうち、ポリトリメチレンカーボネート(PTMC)誘導体を骨格とする新概念のモノマー・高分子の分子設計と、最適構造化の学理を開拓することである。特に、エステルフリー型でトリメチレンカーボネート(TMC)側鎖に導入された置換基が、その高分子の特性にどのような影響を及ぼすのかを明らかにし、新しい学理を構築することを目指していた。新モノマーの設計指針は、(i)汎用樹脂の化学構造、(ii) 高性能化構造、(iii) ブレンド剤と適合する化学構造、(iv)スイッチ機能の付与、から構成されている。本年度は、（i）汎用樹脂の化学構造について、ポリエチレン・ポリスチレン・塩化ビニルなどの構造を取り入れた新規高分子を合成し、その耐熱性を明らかとした成果が得られている。まず、塩化ビニルを類似構造に見立てた場合では、塩素基が脱離基として働くためにモノマー合成が困難であることが分かった。一方で、ポリエチレン・ポリプロピレンを類似構造に見たてた場合では、炭素数８，１２，１６，１８，２０の直鎖アルキル基を側鎖に有する一連の新規モノマーを合成することができた。これらは通常の重合条件で分子量数千の高分子が得られ、側鎖の長さに従って融点、ガラス転移点、および熱分解温度などの耐熱性が向上した。さらに、ポリスチレンを類似構造に見立てた場合では、トリフェニルメチル基を導入したエステルフリー型PTMC誘導体について、TMCとの共重合体を様々なモノマー比で調製することに成功した。これらの共重合体においても、トリフェニルメチル基を導入した成分の量が増加するにしたがって、耐熱性が向上した。