一軸配向ポーラス高分子超薄膜の空孔内壁面での自在官能基変換

单轴取向多孔超薄膜聚合物孔内壁表面自由官能团的转化

• 批准号: 21750114
• 负责人: 鈴木 幸光
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21750114/
• 关键词: ナノ材料; ブロック共重合体; 高分子薄膜; 官能基変換; (1)ナノ材料; (2)高分子合成; (3)高分子構造・物性

本研究の全体構想は、一軸配向型ナノポーラス高分子薄膜の作成とその空孔内部への規則的な官能基配列と機能性分子修飾を行い、デバイスや様々な分子の分離膜へと展開することである。本申請課題は、デバイスや分離材料への展開を目的として、空孔内壁面に規則的に配列している高い反応性を有する官能基をポーラス材料を作製と、発生した官能基を利用した空孔内壁面の変換反応による機能性高分子薄膜への展開を目指す。その課題達成のための空孔内壁面に規則的に配列したスルホン酸やチオール残基を有するポーラス高分子薄膜を作製し、イオン結合や共有結合による空孔内壁面の極性変換や機能性分子の集積化されたポーラス高分子薄膜の作製を目的とする。昨年度、PEOスルホン酸エステル型の液晶性ブロック共重合体からの熱解裂空孔化において、イオン性分子であるスルホン酸を発生する過程で、PEOの熱による解重合による機構が示唆された。この熱解裂と熱分解反応は、この系に限らずすべてのPEOをシリンダー成分とする高分子に適用できる機構になり得る。本年度は、様々な分子量のPEO-液晶高分子とマクロ開始剤を合成し、PEOの熱分解の分子量依存性・分解成分の同定などを行った。その結果、PEOの分子量5000の高分子では10%の熱分解は起こることがTG/DTAより確認された。PEOの分子量を12000にするとその分解挙動は、減少した。薄膜をNaCl水溶液で洗浄し、分解したPEOを除去した後、イオン性の異なる色素による表面残基の定量を行った。その結果、計算から見積もられる最大スルホン酸残基の数の50%が表面に存在することが明らかにした。

The overall hypothesis of this study is that the preparation of polymer films with one axial alignment, the regular arrangement of functional groups in the pores, the functional modification, and the separation of molecules. The object of the present application is to develop a functional polymer thin film having a regular array of functional groups on the inner wall surface of the pores and a highly reactive functional group on the inner wall surface. The object of the invention is to produce a polymer film with regular arrangement of acid residues on the inner wall surface of the pores, to convert the polarity of the inner wall surface of the pores and to aggregate functional molecules. In the past year, the thermal decomposition of PEO molecules in liquid crystalline complexes has been demonstrated by the thermal decomposition and porosity of PEO molecules. This thermal decomposition reaction is limited to PEO and polymer components. This year, the molecular weight of PEO-liquid crystal polymers, the molecular weight dependence of PEO thermal decomposition, and the stability of PEO decomposition components have been improved. Results: PEO molecular weight of 5000 of the polymer is 10% of the thermal decomposition of the polymer is confirmed. The molecular weight of PEO is 12000. After washing and decomposing PEO in aqueous NaCl solution, the surface residues were quantified. The results show that the maximum number of acid residues in the product is 50%, and the maximum number of acid residues in the surface is 50%.

项目成果

スルホン酸残基を内壁にもつ貫通ナノ細孔ポリマーメンブレン

内壁有磺酸残基的穿透纳米孔聚合物膜

• 发表时间: 2009
• 作者: 鈴木幸光;伊藤香織;小村元憲;彌田智一
• 通讯作者: 彌田智一

スルホン酸を空孔壁面に有するナノポーラスポリマーメンブレン

孔壁上带有磺酸的纳米多孔聚合物膜

• 发表时间: 2009
• 作者: 鈴木幸光;伊藤香織;小村元憲;彌田智一
• 通讯作者: 彌田智一

Block Copolymer Permeable Membrane with Visualized High‐Density Straight Channels of Poly(ethylene oxide)

• DOI: 10.1002/adfm.201002069
• 发表时间: 2011-03
• 期刊: Advanced Functional Materials
• 影响因子: 19
• 作者: Takashi Yamamoto;Taro Kimura;M. Komura;Yukimitsu Suzuki;T. Iyoda;S. Asaoka;H. Nakanishi