高リサイクル性構造材料を指向した架橋型分子レゴブロック高分子の開発

プラスチック類のマテリアルリサイクルおよびケミカルリサイクル率の向上に加え、循環型材料の設計指針の構築が切迫した課題となっている。その一方で、様々な製品に用いられるプラスチック材料は、これまで以上に分子構造的に多様化してきていることに加え、材料の組成についても多様化したハイブリッド化プラスチック材料は、マテリアルリサイクルやケミカルリサイクルが非常に複雑になるだけではなく、単純にサーマルリサイクルといった方法を選択することも困難になる可能性がある。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、これを組み立ててリサイクラブルな架橋高分子材料をつくることを目的としている。2021年度は、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と、その構造解析を行った。2官能性分子レゴブロックについては、1,4-bis(bromomethyl)benzeneと4-(4,5-diphenyl-1H-imidazole-2-yl)-phenolを炭酸カリウムおよびテトラ-n-ブチルアンモニウムブロミド存在下 、THF中で反応させることで得ることができた。3官能性分子レゴブロックについては、1,3,5-tris(bromomethyl)benzeneと4-(4,5-diphenyl-1H-imidazole-2-yl)-phenolを炭酸カリウムおよびテトラ-n-ブチルアンモニウムブロミド存在下 、THF中で反応させることで得ることができた。一方、本研究では、分子間相互作用を活用することにより分子レゴブロック高分子に対して使用に適した安定性を付与することも目的としている。2021年度は、そのモデル系（ポリ塩化ビニル－ポリスチレンおよびポリスチレン－PhSiO1.5）で分子間相互作用を形成させたところ、耐熱性が向上することが明らかになった。