放射線リビンググラフト重合による固相中での精密高分子合成

Synthesis of well defined polymers in solid states by radiation living graft polymerization

濱田 崇; 澤田 真一; 長谷川 伸; 前川 康成

Hamada, Takashi; Sawada, Shinichi; Hasegawa, Shin; Maekawa, Yasunari

燃料電池用高分子電解質膜の低加湿下での高い導電率を実現するためには、イオンチャンネルを構成する高分子グラフト鎖の精密な構造制御が必要である。そこで、放射線グラフト重合と原子移動ラジカル重合を組み合わせた放射線リビンググラフト重合を用いて、固相中で精密高分子の合成を試みた。ポリ(エーテルエーテルケトン)にクロロメチルスチレンを放射線重合により導入することで、高分子開始剤膜を合成した。アセトニトリル中、銅触媒濃度を最適化することで、50Cの固相中においても、スチレンはリビング的に重合し、グラフト率は112%まで達した。さらに、得られたポリスチレングラフト膜を重合溶液に再浸漬することで、スチレンが重合することから末端のリビング性を実証した。これらの結果は、固相中でのグラフト型精密高分子合成における初の例である。

We herein report a new strategy to prepare well-defined graft polymers into solid state plastic films by radiation-induced and atom transfer radical polymerizations (ATRP). To prepare the films with the macro-initiator, 4-chloromethylstyrene was introduced into poly(ether ether ketone) films by radiation-induced polymerization. Then, ATRP of styrene was conducted in acetonitrile using Cu-based catalyst. By adjusting catalyst concentration, grafting degrees of polystyrene linearly increased even at 50 C and reached to 112%. Furthermore, we confirmed the living nature of the propagating graft-polymers in the successive ATRP in solid polymer films.