ポリマー表面へのグラフト化、そのメカニズムと最新手法、評価解析

第1部 ポリマーグラフト化のメカニズム: ナノ粒子表面のグラフト化を例に

(2016年2月26日 10:30〜12:30)

　グラフトポリマーの合成法は、古くから各種の方法が報告されている。最近では、グラフト鎖の分子量や分子構造が制御されたグラフトポリマーの合成が可能になっている。本講座では、ナノ粒子表面へのポリマーのグラフト反応を例にあげ、グラフト化のメカニズムや手法について解説する。

1. はじめに
   1. グラフトポリマーとは
   2. グラフト化で何ができる
   3. グラフト化の方法論 (メカニズム)
2. グラフトポリマーの合成 (ナノ粒子表面グラフト化を例に)
   1. Grafting from 法
      1. 表面開始付加重合
      2. 表面開始リビングラジカル重合
      3. その他
   2. Grafting from 法
      1. 高分子反応法
      2. 成長末端停止法
      3. ナノカーボンによるラジカル捕捉法
      4. ナノカーボンとの配位子交換法
      5. その他
3. ポリマーグラフト化ナノ粒子の評価技術
   1. 表面分析機器による評価
   2. 熱分解GC – MSによる評価
   3. 分散性、表面濡れ性評価
   4. その他
4. グラフト化による機能付与
5. おわりに
• 質疑応答

第2部 固相グラフト化のメカニズムおよび ポリマーグラフト化を用いた添加剤の種類と応用

(2016年2月26日 13:30〜15:00)

　異なる組成の固体 (各種ポリマー,木質粒子,無機粒子) をできるだけ均質に混合するには,相溶性とともに,界面での相互作用を積極的に活用することが必要である。特にポリマー表面のグラフト化は,ポリプロピレンの結合性向上に有効である。グラフト化に用いられるポリマーやモノマーの種類や,高反応性と有機溶剤フリーの固相グラフトプロセスの利点と特徴を解説する。

1. グラフト化プロセスで利用できるポリマーおよびモノマー
   1. ポリマー
      • ホモポリマー
      • コポリマー
      • ブロックポリマー
      • 天然製品
   2. モノマー
      • 無水マレイン酸
      • アクリル酸
      • メチルメタクリレート
      • ビニルシラン
      • グリシジルメタクリレート
      • ブチルアクリレートスチレン
      • ヒドロキシエチルアクリレート
2. 固相グラフトについて
   1. 固相グラフトの反応メカニズム
      • 結晶構造と固相グラフト反応との関連性
   2. 固相グラフト化プロセス
      • 反応層
      • 冷却器
      • 分級器 他
   3. 固相グラフト化の応用例
      • オレフィン系樹脂の密着性
      • 相溶性向上
      • (ガラス繊維や炭素繊維など) 繊維複合樹脂の分散性向上
      • 天然物や無機物とポリマーとの分散性向上
3. ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミドなどでの活用例
   • 樹脂 – 樹脂
   • 樹脂 – 無機物
   • 樹脂 – 天然繊維
   • 他
• 質疑応答

第3部 NMR法による無水マレイン酸 グラフトポリオレフィンのグラフト構造解析

(2016年2月26日 15:15〜16:30)

　これまで微量であるためにその解析が困難であったグラフト構造について、NMRを中心に用いた最新の構造解析手法を解説する。

1. 高感度NMR法による無水マレイン酸グラフトポリプロピレンのグラフト構造直接解析
   1. NMR実験手順
   2. 末端グラフト構造
   3. グラフト構造の定量的解析
2. NMRパルステクニックを駆使した無水マレイン酸グラフトポリオレフィンのグラフト構造解析
   1. NMR実験手順
   2. 1H NMRスペクトル
   3. 13C DEPTスペクトル
   4. 1H-1H DQF-COSYスペクトル
   5. 1H T2-edited spectroscopy
   6. 各種グラフト構造
3. 化学反応とNMR法を組合せた無水マレイン酸グラフトポリオレフィンのグラフト構造高感度分析
   1. グラフト無水マレイン酸の超臨界メタノールによるメチル化反応
   2. メチル化グラフト無水マレイン酸の 1H NMR分析
   3. グラフト構造の定量限界
• 質疑応答