官能基化星型ポリマーの精密合成と特異な形態と表面を有するナノ物質の創製

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我々が報告してきた一連の繰り返し法による星型ポリマーの連続合成法は全く新しい概念であり,これまで合成例がなかった望み通りの数と種類の腕セグメントを有するヘテロアーム星型高分子の系統的な精密合成が初めて可能になった.本年度の研究では,上記連続合成法の適用範囲の拡張を目的とし,イオン結合を利用した新規のポリマー合成を試みた.構成セグメントには,ポリスチレン(PS)と導電性ポリマーであるポリアセチレン(PA)を用いた.ミクロ相分離構造の形成後,PAセグメントのみを単離することができれば,新規ナノ材料開発への期待がもたれる.ここで,末端官能基化PAの直接合成は困難であること,PAは汎用溶媒に不溶であることを考え,末端官能基化ポリフェニルビニルスルホキシド(PPVSO)を合成し,末端官能基化PSとの相分離構造の構築後,PAへの変換を行うことを考えた.アニオンリビング重合法により,鎖末端にジメチルアミノ基を有するPPVSO,および鎖末端にカルボキシル基を有するPSの精密合成を行った.得られたポリマーを用い,アミノ基とカルボキシル基の相互作用を利用したイオン結合性ABブロックおよびA_2Bヘテロアームスターポリマーの合成を行った.IR,NMRスペクトルよりイオン結合の形成が示された.また,SLSにより求めた分子量はいずれの場合も計算値とよく一致しており会合体の形成を示唆している.次に,これらのポリマーを製膜した後,PPVSOセグメントのPA化反応を行った.反応の進行とともにフィルムは黒色へと変化し,不溶化した.トルエンで脱離成分を除去した後,IR測定により反応の進行を確認した.反応後のフィルムをヨウ素により染色(ドーピング)し,TEM観察を行った結果,A_2Bヘテロアームスターポリマーのフィルムにおいてラメラ構造(黒:PAドメイン)が観察された.PAラメラ相は長く直線的な形態を示しており,今後,その導電性を生かした新規デバイスとしての応用が期待される.