重合誘起相分離を利用した新規高分子多孔材料の開発と応用

聚合诱导相分离新型多孔聚合物材料的开发与应用

• 批准号: 06J02250
• 负责人: 金森 主祥
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J02250/
• 关键词: 高分子ゲル; 多孔質体; リビングラジカル重合; 溶液重合; スピノーダル分解; マクロ孔; メソ孔; 分離・触媒担体

分離・精製用担体や、触媒担体等として利用されるモノリス型(一体型)有機高分子ゲル多孔質体(ポリマーモノリス)は、通常任意の割合で混合したモノマーと架橋剤を、ポロゲンと呼ばれる低分子溶媒中でラジカル重合させることにより得られる。この方法では、ラジカル重合由来の幅広い分子量分布により、局所的に重合度が増大した部分が溶媒から核生成的に析出・沈殿し、粒子状の重合体がランダムに凝集することによって粒子間にマイクロメートルオーダーの「隙間」が形成する。このため、得られる多孔質体の細孔径分布は幅広く、細孔径と細孔容積を独立に制御することは難しい。本研究では、リビングラジカル重合を用いることによって分子量分布と架橋点分布の均質化をはかり、さらにスピノーダル分解を誘起するための相分離誘起剤としてカウンターポリマーを共存させて、整ったマクロ孔と連続したゲル骨格を併せもつ共連続構造多孔体の作製を試みた。リビングラジカル重合により得られた代表的なポリジビニルベンゼンゲルの微細構造は、連続したゲル骨格と、約2.2μmの中心細孔径を持つマクロ孔で構成されており、スピノーダル分解に特徴的なモルフォロジーを示した。主に相分離剤を増減することで細孔径を制御することができ、溶媒の量を調節することで細孔容積を制御することができた。リビングラジカル重合を用いることで重合体粒子の偏析を抑えることができ、さらに高分子性の相分離剤を導入することで、主に重合体と相分離剤の非相溶性に起因するスピノーダル分解を誘起することができたと考えられる。得られたゲルは、連続した骨格を有するため従来の粒子状多孔体と比べ機械的強度も高く、またゲル化反応終了後はゲル表面に成長末端が残されているため、そのままグラフト化などの表面処理にも利用できる可能性がある。さらに、架橋剤のみから作製したゲルは耐膨潤性が高いと考えられるため、液相を媒体とした様々な反応、分離、吸着用の表面を提供する多孔質デバイスとして幅広く応用可能であると考えられる。

Separated, refined with supporter や, catalyst supporter と し て using さ れ る モ ノ リ ス type (a body) organic polymer ゲ ル porous plastid (ポ リ マ ー モ ノ リ ス) は, often arbitrary の cut で mixed し た モ ノ マ ー と bridging tonic を, ポ ロ ゲ ン と shout ば れ る low molecular solvent in で ラ ジ カ ル overlap さ せ る こ と に よ り must ら れ る. こ の way で は, ラ ジ カ ル overlap of origin の hiroo い molecular weight distribution に よ り, bureau が に contact ratio raised big し た part が solvent か ら に exhalation of nuclear generation, Shen Dian し, particle shape の fit が ラ ン ダ ム に agglutination す る こ と に よ っ て between particles に マ イ ク ロ メ ー ト ル オ ー ダ ー の "gap" between が form す る. <s:1> ため, the distribution of <s:1> fine pore diameters of られる porous bodies is <s:1> wide く, and the volume of fine pore diameters と and fine pore を is を. It is difficult to independently に control する と と と <e:1>. This study で は, リ ビ ン グ ラ ジ カ を ル overlap with い る こ と に よ っ て molecular weight distribution と bridging point distribution の homogenizing を は か り, さ ら に ス ピ ノ ー ダ ル decomposition を induced す る た め の phase separation induced tonic と し て カ ウ ン タ ー ポ リ マ ー を coexistence さ せ て, whole っ た マ ク ロ hole と even 続 し た ゲ ル bone を and せ も つ even 続 structure porous の Make a を test みた. リ ビ ン グ ラ ジ カ ル overlap に よ り have ら れ た represent な ポ リ ジ ビ ニ ル ベ ン ゼ ン ゲ ル の fine-structure は, even 続 し た ゲ ル bone と, about 2.2 mu m fine aperture を の center hold つ マ ク ロ hole で さ れ て お り, ス ピ ノ ー ダ に ル decomposition of 徴 な モ ル フ ォ ロ ジ ー を shown し た. Separating the main に tonic を rights reduce す る こ と で fine aperture を suppression す る こ と が で き, solvent amount の を regulating す る こ と で pore volume を suppression す る こ と が で き た. を リ ビ ン グ ラ ジ カ ル overlap with い る こ と の fit で heavy particles segregation を え suppression る こ と が で き, さ ら に polymer sex の phase separation tonic を import す る こ と で, separating the main に heavy fit と tonic の the intermiscibility に cause す る ス ピ ノ ー ダ ル decomposition を induced す る こ と が で き た と exam え ら れ る. , even to ら れ た ゲ ル は 続 し た bone を have す る た め 従 の particles to form porous body と than べ high mechanical strength も く, ま た ゲ ル is changed after the end of the 応 は ゲ ル が に growth end surface residual さ れ て い る た め, そ の ま ま グ ラ フ ト change な ど の surface 処 Richard に も using で き る possibility が あ る. さ ら に wires, tonic の み か ら cropping し た ゲ ル は swelling resistance high が い と exam え ら れ る た め, liquid を media と し た others 々 な 応, separation, and smoking a surface with の を provide す る porous デ バ イ ス と し て picture hiroo く 応 may use で あ る と exam え ら れ る.

项目成果

New transparent methylsilsesquioxane aerogels and xerogels with improved mechanical properties

• DOI: 10.1002/adma.200602457
• 发表时间: 2007-06-18
• 期刊: ADVANCED MATERIALS
• 影响因子: 29.4
• 作者: Kanamori, Kazuyoshi;Aizawa, Mamoru;Hanada, Teiichi
• 通讯作者: Hanada, Teiichi

Phase Separation in Sol-Gel Systems of Organic-Inorganic Hybrids

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/ast.45.759
• 发表时间: 2006-10
• 期刊: Advances in Science and Technology
• 作者: K. Nakanishi;K. Kanamori

Rigid macroporous poly(divinylbenzene) monoliths with a well-defined bicontinuous morphology prepared by living radical polymerization

• DOI: 10.1002/adma.200601026
• 发表时间: 2006-09-18
• 期刊: ADVANCED MATERIALS
• 影响因子: 29.4
• 作者: Kanamori, Kazuyoshi;Nakanishi, Kazuki;Hanada, Teiichi
• 通讯作者: Hanada, Teiichi

New Macroporous Crosslinked Polymer Gels Prepared via Living Radical Polymerization

通过活性自由基聚合制备新型大孔交联聚合物凝胶

• 发表时间: 2007
• 期刊: Material Research Society Symposium Proceedings 947
• 作者: Hara;Yurie;Kazuyoshi Kanamori
• 通讯作者: Kazuyoshi Kanamori

有機系多孔質体の製造方法および有機系多孔質カラムならびに有機系多孔質体

有机多孔材料的制造方法、有机多孔柱及有机多孔​​材料

• 发表时间: 2006