Development of movable crosslinking based on multicyclic polymers towards elastomer applications

基于多环聚合物的可移动交联的开发，用于弹性体应用

• 批准号: 20J11414
• 负责人: 間藤 芳允
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J11414/
• 关键词: 多環状ポリマー; ポリカプロラクトン; スライドリング架橋

本研究の目的は、多環状/直鎖状ポリマー混合系による新規スライドリング架橋法の開発である。これを達成するため、本年度は多環状ポリマーの新規合成手法の確立および多環状ポリマーの直鎖状ポリマーへの添加効果の調査を行った。当該年度もモデルポリマーとしてポリカプロラクトンを採用し、側鎖にかご型構造を有するグラフト型ポリマーの新規合成法の新規合成法を検討した。ここでは、各末端に重合性基を備えた星型ポリマーをマクロモノマーとして環化重合（分子内環化と分子間成長の繰り返し反応）させることが可能となれば、目的のポリマーが得られると着想した。実際に、最適化された大希釈条件では構造明確な目的ポリマーが得られることを確認した。また、環サイズや環状ユニット数が異なる一連のポリマーを用いて系統的な物性評価も行ったところ、多環状構造は溶液および固体物性に影響を与えることも明らかにした。次に、「多環状ポリマーの直鎖状ポリマーへの添加効果」を調査した。当該年度は、少量の多環状ポリマー存在下でモノマーを重合させることで、多環状鎖が幹ポリマーにトラップされたネットワーク構造からなるエラストマーの合成を目指した。具体的には、約7つの環を有する多環状ポリジメチルシロキサン（PDMS, 環状ユニットの数平均分子量=11000）存在下で、光開始剤および架橋剤を用いたブチルアクリレートの光開始ラジカル重合を行い、多環状PDMS混合エラストマーを調製した。得られたエラストマーの引張試験を行い力学特性を評価した結果、多環状PDMS混合エラストマーはPDMS無添加のサンプルと比較して、破断応力や靭性が顕著に増加（それぞれ 50% および 20%）したことが判明した。このことから、多環状PDMS混合エラストマー中では多環状鎖に幹鎖が貫入したロタキサン構造が形成されたことが示唆され、添加効果を明らかにできた。

这项研究的目的是使用多环/线性聚合物混合系统开发一种新型的滑环交联方法。为了实现这一目标，今年我们建立了一种用于多环聚合物的新合成方法，并研究了将多环聚合物添加到线性聚合物中的效果。在今年，采用了多碳酸酯作为模型聚合物，并研究了一种新的合成方法，用于一种新的合成移植聚合物的方法，该方法研究了侧链上具有篮子形结构的新方法。在这里，人们可以想象，如果可以将具有聚合基团的聚合物组的星形聚合物作为宏观分子群体（分子内环化和分子间生长的反复反应）作为宏观分子，则可以获得靶聚合物。实际上，已经证实，优化的大稀释条件会产生具有清晰结构的靶聚合物。此外，使用一系列具有不同的环尺寸和环单元数量的聚合物评估系统的物理性能，并且还揭示了多环状结构会影响溶液和固体物理特性。接下来，研究了“多环聚合物对线性聚合物的有效性”。在今年，该公司旨在合成由网络结构组成的弹性体，其中通过少量的多环聚合物在存在的情况下将单体聚合物捕获多环状链被茎聚合物捕获。具体而言，在存在多环芳烃（PDMS，PDMS，循环单位的数量平均分子量= 11,000）的情况下，使用光启动剂和交联的光学聚合将丁基丙烯酸酯和交联链链链链晶体化进行了大约7个戒指，以制备多环切PDM的混合混合弹性弹性。与没有PDMS添加剂的样品相比，获得的弹性体进行了拉伸测试和机械性能，并且发现多环状PDMS混合弹性体的断裂应力和韧性（分别为50％和20％）显着增加（分别为50％和20％）。这表明在多环状PDMS混合弹性体中形成了渗透到多环状链中的躯干链中的轮济结构，揭示了添加的效果。

项目成果

多環状ポリスチレンの合成とエラストマー添加剤としての応用

多环聚苯乙烯的合成及其作为弹性体添加剂的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 海老井大和;間藤芳允;磯野拓也;山本拓矢;田島健次;佐藤敏文
• 通讯作者: 佐藤敏文

連鎖的環化による多環状ポリスチレンの合成

链环化合成多环聚苯乙烯

• 发表时间: 2021
• 作者: 渡邉 大介;宮田 智衆;角 田 克彦;森下 善広;門脇 弘;真下 成彦;陣内 浩司;江部 陽・藤原魁佑・Brian J. Ree・磯野拓也・田島 健次・丸林弘典・陣内浩 司・佐藤敏文;間藤芳允・周東真穂・磯野 拓也・山本拓矢・田島健次・ 丸林弘典・陣内浩司・佐藤 敏文;Toshifumi Satoh;江部 陽・藤原魁佑・Brian J. Ree・磯野拓也・山本 拓矢・田島健次・丸林弘 典・陣内浩司・佐藤敏文;海老井大和・間藤芳允・ 磯野拓也・山本拓矢・田 島健次・佐藤敏文
• 通讯作者: 海老井大和・間藤芳允・ 磯野拓也・山本拓矢・田 島健次・佐藤敏文

環状およびかご型側鎖を有するグラフトポリマーの合成と物性評価

环状笼状侧链接枝聚合物的合成及物性评价

• 发表时间: 2020
• 作者: 周東 真穂;間藤 芳允;磯野 拓也;山本 拓矢;田島 健次;佐藤 敏文
• 通讯作者: 佐藤 敏文

Densely Arrayed Cage-Shaped Polymer Topologies Synthesized via Cyclopolymerization of Star-Shaped Macromonomers

通过星形大分子单体环聚合成的密集排列的笼形聚合物拓扑

• DOI: 10.1021/acs.macromol.1c01230
• 发表时间: 2021
• 期刊: Macromolecules
• 影响因子: 5.5
• 作者: Mato Yoshinobu;Sudo Maho;Marubayashi Hironori;Ree Brian J.;Tajima Kenji;Yamamoto Takuya;Jinnai Hiroshi;Isono Takuya;Satoh Toshifumi
• 通讯作者: Satoh Toshifumi

分子内連鎖的環化に基づくスピロ型トポロジカル高分子の精密合成と物性評価

基于分子链环化的螺型拓扑聚合物的精密合成及物性评价

• 发表时间: 2020
• 作者: 間藤芳允;本田康平;磯野拓也;山本拓矢;田島健次;出口哲生;佐藤敏文
• 通讯作者: 佐藤敏文