Development of cross-linked molecular LEGO block polymer for highly recyclable structural materials

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本研究では、分子間で可逆的な共有結合を形成できる部位を複数有する分子レゴブロックを合成し、これを組み立てて高いリサイクル性を有する架橋高分子材料を創成することを目的としている。2021年度に、リンカー部位に芳香族を有する2官能性分子レゴブロックおよび3官能性分子レゴブロックの合成を行い、合成法をある程度確立することができたが、純度が十分ではなく、不純物が残存するなどの問題点があったことから精製方法に課題が残った。2022年度は、合成法および精製方法にさらなる改良を加え、比較的高収率であることに加え、高純度で対応する分子レゴブロックを得ることに成功した。また、芳香族を有する2官能性分子レゴブロックを重合したところ、対応する2官能性分子レゴブロック高分子が比較的良好な収率で得られた。一方、芳香族を有する3官能性分子レゴブロックの架橋反応を試みたところ、対応する架橋高分子を得ることができた。これらの分子レゴブロックから得られる線状高分子および架橋高分子に光照射あるいは加圧を行うと、高分子主鎖中に含まれるヘキサアリールビスイミダゾール部位の共有結合が開裂することにより生じると考えられる着色が認められた。このことから、これらの線状高分子および架橋高分子は、光や圧力に対するクロミック特性を有することが明らかになった。このような挙動は、光照射や加圧を行うことによってポリマー主鎖が開裂し、モノマー相当する分子レゴブロック単位に変換されることが期待されることから、今後は、これらの線状高分子および架橋高分子のケミカルリサイクル性を評価する。