高分子材料化学研究室

研究内容

多くの高分子は分子量の小さなモノマーが多数共有結合でつながってできていますが、その結合の仕方（ミクロ構造、立体選択性）により、高分子の物性は大きく変化することが知られています。特に近年の高分子材料に対する性能ならびに機能向上の要求に応じるには、目的に応じた種類の官能基の導入や異なるセグメントの結合など分子レベルでの構造制御が不可欠です。我々は共役ジエン類を主な研究対象としながら、新規モノマーの合成とそれらの重合制御、有機ー無機ハイブリッド材料などのテーマに取り組んでおり、低燃費タイヤや特殊ゴム材料を目指した新規高分子材料の創成についての研究を行っています。

1. 官能基を有する新規1,3-ジエン類の合成と重合

ポリジエン類はゴム材料としての用途ばかりではなく、主鎖の残存二重結合や側鎖の官能基の反応性を利用した高機能化が可能であるなど魅力ある高分子素材です。また同じモノマーでも重合方法や重合条件の制御により多様なミクロ構造を有するポリマーに変換することが可能です。通常、ミクロ構造の異なるポリマーはガラス転移温度などの物性が異なるため、一種類のモノマーからでも様々な材料（ゴム／樹脂）となる可能性を秘めています。私たちは、この可能性に着目し、いろいろな官能基を有する新規ポリジエンの合成法の開発と材料への展開を進めています。

真空ラインを使った完全禁水下での実験

2. 交差共役ポリエンの重合と高機能化を志向した官能基変換

交差共役という特殊な共役二重結合を有するモノマー、特に[3]デンドラレン類を1,3-ジエンとしてとらえ、アニオン重合やラジカル重合による重合性の解明を進めています。どの二重結合が重合に関与するかという重合制御と、生成ポリマー中に残る共役二重結合の反応性を活かした新規ゴム材料への展開がポイントとなっています。

2−フェニル[3]デンドラレンの重合

3. 耐熱性アクリルゴムの合成

アクリルゴムはアクリル酸アルキルエステルの重合体からなる特殊ゴムですが、アルキル側鎖鎖により耐熱性や耐溶剤性が異なります。本研究では側鎖結晶化を利用した高耐熱性アクリルゴムの開発を目指しています。

4. 一酸化炭素を用いる高分子合成

現在水素製造の副産物となっている一酸化炭素の新たな用途として､一酸化炭素を原料とする高分子合成を試みています。遷移金属触媒の存在下でのヒドロキシアルケン類との反応により、脱離成分を伴わない、原子の利用効率が100％のポリエステル 合成に挑戦しています。

一酸化炭素を原料とするポリエステル合成

5. 高活性、高立体選択性を達成できる重合触媒の開発

次世代の社会を支える高分子材料創成のための金属錯体触媒の高機能化の研究を進めています。最近ではSDGsに関連した油脂や緑藻類から得られるエリスリトールやボトリオコッセンといったバイオマス由来材料に着目した新たな高分子材料の開発を通して、持続可能な社会に貢献する研究もスタートしています。

グローブボックス内での触媒合成

研究室紹介動画