研究内容

１．新しい高分子合成法の開発

　高分子材料の新たな機能の開拓には、高分子の最も基本的な特性を創り出す主鎖構造の設計が最も効果的です。そこで、モノマーにさまざまな官能基を導入し、分子内や分子間における反応を巧みに設計することで、新しい高分子の合成法を開発しています。このような反応設計により、モノマー構造からは予想できない構造の高分子を生み出すことができます。新しい構造の高分子により、高分子材料の新しい可能性を切り拓く研究を行っています。

1.1　新しいアニオン異性化重合

　一般的なビニルモノマーのアニオン重合は、活性種がビニル基に連続的に付加することで進行します。この際、モノマー中に別の分子内反応を設計し、分子内異性化反応を経由したアニオン異性化重合を研究しています。この手法では、一般的な連鎖重合では達成できない新しい主鎖骨格の高分子が合成できます。このような分子内反応を取り入れた、新しいアニオン重合のためのモノマー設計と、それを用いた新しい高分子材料の合成にチャレンジしています。

1.2　アニオン重付加反応

　アニオンが活性種となる重合は、連鎖重合がよく知られていますが、逐次重合を考えると、全く新しい高分子を創り出すことができます。そこでアニオンを用いた水素引き抜きと、二重結合への付加反応可能な官能基をモノマーに導入し、重合不活性なモノマーの重合や、高分子の主鎖構造の設計を研究しています。

1.3　アニオン重合開始剤

　アニオン重合を行うには、モノマーの反応性に応じた、活性の高い開始剤を用いる必要があります。適当な置換基の引き抜き反応を利用すると、比較的活性が低いアニオンから高活性なアニオン種を生み出すことができます。そこで、この反応を利用した新しいアニオン重合開始剤の設計を行っています。

２．反応性オリゴマーの化学

　分子量の小さいモノマーとポリマーの中間に位置するオリゴマーは、高分子にはない特徴ある性質を示し、反応中間体としても有用です。このオリゴマーに種々の反応性官能基を導入したものが、反応性オリゴマーです。導入する反応性官能基の種類により、オリゴマーの反応特性が異なり、多様な反応性を付与することができます。例えば、重合性官能基を導入すると、モノマーとして働くオリゴマー（マクロモノマー）になり、重合を開始するような官能基を導入すると、開始剤として働くオリゴマー（マクロイニシエーター）になります。これらの反応特性は、低分子のモノマーや開始剤とは大きく異なり、得られる高分子も特徴的であるため、非常に興味深い研究対象です。
　オリゴマーに種々の官能基を導入し、官能基の反応性に及ぼすオリゴマー鎖の影響を調べると同時に、オリゴマー鎖によって反応系に形成される集合構造による反応制御について研究しています。また、反応性オリゴマーを反応中間体として用いると、より多彩な機能を有する高分子の合成が可能となります。そこで、反応性オリゴマーを巧みに設計し、その特性を明らかにすることで、新構造高分子、物質表面機能化、有機－無機複合材料などの、次世代高分子材料に向けた反応性オリゴマーの開発を行っています。

2.1　反応性オリゴマーの応用

■ 新構造高分子
　高分子化学の新しい流れとして、これまでの直鎖状ポリマーとは異なる幾何学構造形態を有するポリマー、さらに共有結合とは異なる結合様式でつなげたポリマーの構造形成と性質に関する研究が新構造高分子として発展し始めています。このような新構造高分子は、これまでの一般的な高分子合成法では合成が困難ですが、反応性オリゴマーを用いることで、合成が可能となります。そこで、分岐や環状といったさまざまな構造を高分子に導入し、それらの分子特性を明らかにすることで、新構造高分子として次世代を担う高分子材料の創製を目指しています。

■ 高分子による物質の表面機能化
　物質の表面は他の物質と接触する重要な点であり、摩擦、ぬれ性や光の反射などの界面特性を司ることから、複合材料開発をはじめ低環境負荷材料に至るまで、高機能化材料表面が注目を集めています。そこで反応性オリゴマーやポリマーを用いて、材料表面の化学的な機能化を行い、金属の表面改質や、超低反射フィルムなどの新規材料の開発を行っています。

■ 有機－無機ハイブリッド
　有機高分子と無機化合物は基本的に混ざり合わない材料ですが、これらがナノレベルで混ざり合うと、一つ一つの固有の性質からは考えられないような新しい機能を生み出す可能性があります。そこで、反応性オリゴマーや新構造高分子の利点を取り入れた高分子設計により、カーボンナノチューブや金属酸化物などの無機物を高分子中にナノ分散させ、その特性解析をすることにより、全く新しい特性を持った新規材料の開発を行っています。