環状トポロジカル高分子の精密合成と粘弾性

点击翻译按钮获取中文摘要

今年度は、線状鎖の両端に環状鎖が連結した「ダンベル型高分子」の精密合成と、その粘弾性挙動の調査を行った。試料はアニオン重合法により、環化連結点にジフェニルエチレン型ビニル基を有する環状ポリスチレン（分子量３万）に、両末端リビング線状ポリスチレン（分子量８万あるいは２４万）を反応させた後、サイズ排除クロマトグラフィー（SEC）と相互作用クロマトグラフィー（IC）による多段階の分取精製を行うことで、高純度試料を調製した。得られた試料は、SECに多角度光散乱（MALS）検出器を取り付けたSEC-MALS測定により絶対分子量を見積もり、またIC測定により純度を定量的に見積もることで、分子特性を評価した。これらの測定により、本研究で得られたダンベル型高分子試料が分子設計通りかつ高純度に調製できていることを確認した。得られたダンベル型高分子試料のうち、中央線状鎖の分子量が２４万と分子量の大きな試料の粘弾性測定を行った。その結果、中央線状鎖単体では分子間の絡み合いに起因したゴム状平坦領域を示した後に、終端緩和挙動が見られたのに対し、線状鎖の両端に小さな環状鎖が連結したダンベル型試料では、著しく長いゴム状平坦領域を示し、観測の範囲内において流動挙動をほとんど示さないことが明らかとなった。この結果は、ダンベル型高分子において、通常の線状鎖には生じえないような特徴的な分子間相互作用が生じていることを強く示唆している。これまでの実験的知見から考察すると、この著しい緩和の遅延は、ダンベル型高分子の末端の環状鎖部に別の分子が貫入することにより生じていると考えられる。