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ミクロ相分離構造の超微細化を実現するブロック共重合体の分子設計

实现超细微相分离结构的嵌段共聚物的分子设计

基本信息

批准号：
16J01414
负责人：
吉田康平
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度はポリスチレンとポリメタクリル酸メチルからなるブロック共重合体(PS-b-PMMA)の末端修飾法を基盤として、ミクロ相分離構造の制御を試みた。まず、本来ミクロ相分離しないはずの低分子量PS-b-PMMA(9k)のPMMA末端にオリゴ糖鎖を導入することで、明確にミクロ相分離構造を発現することを明らかとした。ここで重要なのは、オリゴ糖鎖の体積分率は全体のわずか5%程度であるにもかかわらず、その高分子全体の相分離構造に大きく寄与しているということである。このときのミクロ相分離構造の周期間隔は10nm程度であり、未修飾PS-b-PMMAのミクロ相分離の限界とされていた周期間隔20nmの約半分の非常に微細なミクロ相分離構造の構築を達成したと言える。また、オリゴ糖導入前の低分子量PS-b-PMMAはほぼ完全に相溶状態であり、このような状態のブロック共重合体の末端を修飾したことでミクロ相分離を誘発した例は本系が初めてである。続いて、PS-b-PMMAの末端構造の影響を評価する目的で、チタニウムアルコキシドを触媒とし様々なアルコール類を用いたエステル交換反応を行った。この反応では、PMMA末端のMMAユニットのみが選択的にエステル交換されることから、実質的にPMMA末端を修飾することができる。疎水性、親水性、フルオロラス性など様々なアルコール類が本反応系に適用可能であった。得られた各種末端修飾PS-b-PMMAのミクロ相分離構造を調べたところ、大きな差異は確認されなかったが、アジド基を導入した場合はミクロ相分離構造の周期間隔が1nm程度増大したことから、末端構造がブロック共重合体のミクロ相分離に寄与している可能性が示唆された。また、本目的からは脱線するが、水酸基を有するポリマーもアルコールとして本反応系に適用可能であり、本反応系の新規ブロック共重合体合成法としての有用性も示された。

This year, the terminal modification method of PS-b-PMMA was used to control the phase separation structure. The introduction of a sugar chain at the end of PMMA with low molecular weight PS-b-PMMA(9k) has been demonstrated to be a clear phase separation structure. The volume fraction of sugar chain is 5% of the total, and the phase separation structure of polymer is large. The periodic interval of the phase separation structure is about 10nm, and the periodic interval of the phase separation structure of the unmodified PS-b-PMMA is about 20nm, and the construction of the very fine phase separation structure is achieved. The low molecular weight PS-b-PMMA before sugar introduction is completely soluble, and the terminal of the complex is modified, and the phase separation is induced. For the purpose of evaluating the influence of PS-b-PMMA terminal structure, the catalyst is used in the reaction of PS-b-PMMA terminal structure The PMMA terminal is modified by the PMMA terminal and the PMMA terminal is modified by the PMMA terminal. Water resistance, hydrophilicity, water resistance, water resistance In this paper, the possibility of phase separation between PS-b-PMMA and PS-b-PMMA with various terminal modifications is shown. This paper presents the feasibility of the new method for synthesis of the reaction system.

项目成果

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专利数量（0）

Chain-End Functionalization with a Saccharide for 10 nm Microphase Separation: “Classical” PS-b-PMMA versus PS-b-PMMA-Saccharide

DOI：
10.1021/acs.macromol.8b02069
发表时间：
2018-10
期刊：
Macromolecules
影响因子：
5.5
作者：
Kohei Yoshida;S. Tanaka;Takuya Yamamoto;K. Tajima;R. Borsali;Takuya Isono;T. Satoh
通讯作者：
Kohei Yoshida;S. Tanaka;Takuya Yamamoto;K. Tajima;R. Borsali;Takuya Isono;T. Satoh

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末端寡糖聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物的合成及微相分离结构