新規高機能性非対称スターポリマーの精密合成と自己組織化によるナノ周期構造の観察

本研究で提案している、アニオン重合を利用した「繰り返し法」という合成法を展開することで、スターポリマーとグラフト共重合体の精密合成法の開発を行った。繰り返し法では、1）あらかじめポリマーに導入した反応点と、リビングアニオンポリマーの結合反応によるポリマーセグメントの導入、2）1）と同じ反応点の再導入、の2段階の反応を繰り返すことで、多数のポリマーセグメントを結合させていくことできる。はじめに、二官能性1,1－ジフェニルエチレンを多官能性試薬として用い、α-フェニルアクリレート基を反応点として用いた繰り返し法により、最大で9種類の異なるポリマーからなるスターポリマーの精密合成を達成した。設計通りのスターポリマーが得られていることをNMR、SECから確認した。腕ポリマーとして、スチレン、1,3－ジエン、ビニルピリジン、メタクリレートとその誘導体を利用することができ、官能基化モノマーを利用することにより、様々な官能基も導入できる汎用性を有している。次に、同一の分子設計を基にした繰り返し法をグラフト共重合体の合成へ展開した。上述したポリマーを用いて、分岐点当たりそれぞれ１～4本の側鎖ポリマーを有するグラフト共重合体（最大5成分）の系統的な合成に初めて成功し、本研究で開発した合成法により、極めて複雑な分子設計が可能であることを示した。最後に、スターポリマーとグラフト共重合体の分岐構造の違いに着目し、SAXS測定とTEM観察により、ミクロ相分離構造の観察を行った。合成した3種類のスターポリマーとグラフトポリマーは、ポリスチレン、ポリイソプレン、ポリメタクリル酸メチルの3成分からなり、ほぼ同一の分子量と狭い分子量分布を有しているが、分岐構造が異なる。いずれのサンプルからも３相に別れた相分離構造が確認でき、分岐構造の違いにより、相分離構造が変化することがわかった。

本研究で提案している、アニオン重合を利用した「繰り返し法」という合成法を展開することで、スターポリマーとグラフト共重合体の精密合成法の開発を行った。繰り返し法では、1）あらかじめポリマーに導入した反応点と、リビングアニオンポリマーの結合反応によるポリマーセグメントの導入、2）1）と同じ反応点の再導入、の2段階の反応を繰り返すことで、多数のポリマーセグメントを結合させていくことできる。はじめに、二官能性1,1－ジフェニルエチレンを多官能性試薬として用い、α-フェニルアクリレート基を反応点として用いた繰り返し法により、最大で9種類の異なるポリマーからなるスターポリマーの精密合成を達成した。設計通りのスターポリマーが得られていることをNMR、SECから確認した。腕ポリマーとして、スチレン、1,3－ジエン、ビニルピリジン、メタクリレートとその誘導体を利用することができ、官能基化モノマーを利用することにより、様々な官能基も導入できる汎用性を有している。次に、同一の分子設計を基にした繰り返し法をグラフト共重合体の合成へ展開した。上述したポリマーを用いて、分岐点当たりそれぞれ１～4本の側鎖ポリマーを有するグラフト共重合体（最大5成分）の系統的な合成に初めて成功し、本研究で開発した合成法により、極めて複雑な分子設計が可能であることを示した。最後に、スターポリマーとグラフト共重合体の分岐構造の違いに着目し、SAXS測定とTEM観察により、ミクロ相分離構造の観察を行った。合成した3種類のスターポリマーとグラフトポリマーは、ポリスチレン、ポリイソプレン、ポリメタクリル酸メチルの3成分からなり、ほぼ同一の分子量と狭い分子量分布を有しているが、分岐構造が異なる。いずれのサンプルからも３相に別れた相分離構造が確認でき、分岐構造の違いにより、相分離構造が変化することがわかった。