Development of ultra-high density bottle-brush polymers by poly(substituted methylene) synthesis

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本研究は、我々の研究グループのコア技術である“ポリ(置換メチレン)合成法”をグラフトポリマー合成へと応用することで、これまでにない幹あるいは構造を有するボトルブラシポリマーを開発することを目的としている。さらに、生成ポリマーの各種物性を詳細に調査することにより、ボトルブラシポリマーにおける構造と物性との関係に関する新たな知見を得るとともに、新規な高機能性ポリマー材料としての応用展開を探ることを目指すものである。研究初年度であった２０２２年度は、ポリ(置換メチレン)を幹ポリマーとして有するボトルブラシポリマーの合成に関する研究から着手した。ポリ(置換メチレン)は、sp3炭素単結合で形成される主鎖骨格のすべての炭素上に置換基を有するポリマーであるため、側鎖が密に集積した構造をとる。よって、ポリ(置換メチレン)構造を幹骨格として有するボトルブラシポリマーを合成することができれば、枝ポリマーが“超高密度”に集積したボトルブラシポリマーの合成が可能となり、既存のボトルブラシポリマーを超える優れた物性や機能の発現が期待できる。合成戦略としては、grafting-from法を採用し、そのために必要な新規マクロモノマーを新たに設計・合成した。その結果、重合開始基として、ビニルモノマーのリビングラジカル重合［原子移動ラジカル重合（ATRP）］が可能な基を有するジアゾ酢酸エステルの合成に成功した。得られたマクロモノマーを用い、任意の割合でＡＴＲＰ開始部位を有するポリ(置換メチレン)の合成に成功した。その後、このポリマーを幹ポリマーとしてスチレンのＡＴＲＰを行ったところ、グラフトコポリマーの合成に成功した。