含ケイ素シーケンシャル高分子の合成とナノ構造体への組織化

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本研究においては、ケイ素-炭素結合を主鎖骨格に有する構造と組成が厳密に制御されたポリカルボシラン系両親媒性高分子を合成する方法を開発すると同時に、これらの高分子を用いて溶液中における含ケイ素高分子鎖の挙動を追跡することにより、ナノ構造体への組織化機構に関する知見を得ることを目的として検討した。反応性高分子として様々なポリマーへの変換が可能となる活性エキソメチレン基を繰り返し単位に有するポリアリルシランを合成するために、種々の3-メチレンシラシクロブタン誘導体のアニオン開環重合を検討し、対応するポリ(3-メチレンシラブタン)調製した。さらに、得られたポリマーをヒドロホウ素化、酸化することにより、ポリ(3-ヒドロキシメチルシラブタン)が得られることを見いだし、この内、1,1-ジメチル体は無極性溶媒には不溶で、極性溶媒に可溶であることことから、本法が極性ポリカルボシランの合成に有用であることが示された。上述の重合反応を用いてブロックポリマーの合成を試みた結果、ポリ(1,1-ジメチルシラブタン-b-スチレン)ブロックコポリマー、およびポリ(1,1-ジメチルシラブタン-b-1,1-ジメチル-3-メチレンシラブタン)ブロックコポリマーが得られることを見いだした。生成ブロックポリマーは、ポリ(3-メチレンシラブタン)部分をヒドロホウ素化、酸化することにより疎水性および親水性セグメントからなる両親媒性ポリマーへ変換が可能となった。ポリカルボシランの側鎖にオリゴオキシエチレン鎖を導入することにより極性ポリカルボシランを合成し、その溶液中での挙動を調査した。得られたポリマーは、メタノールなどの極性溶媒に可溶であり、その溶液のX線小角散乱を測定し解析したところ、ポリカルボシランがメタノール中で回転楕円体状の異方性の高い会合体を形成していることがわかった。