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【特集】自己修復ポリマーの最新研究開発動向

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特集にあたって
―自己修復高分子の研究開発―
Introduction

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シクロデキストリンを用いた自己修復ポリマーの開発　　
Development of Cyclodextrin-Based Self-Healing Polymers

　自己修復材料は,環境保護への意識が高まる中,次世代材料において汚染低減が求められるようになってきたため,環境への負担を軽減するための有望な材料と期待されている。本稿では,自己修復材料の最初から最近までの研究開発動向,特にシクロデキストリンを用いた自己修復ポリマーの開発について述べ,複数の非共有結合作用を利用した複合化によって,材料の強度を損ねることなく,マイルドな修復条件および迅速な修復を実現できることが示された。

【目次】
1.自己修復性ポリマーを用いた材料設計
1.1　初期の自己修復ポリマー材料
1.2　超分子化学を利用した自己修復ポリマー
2.複数の非共有結合による自己修復ポリマー
2.1　複数の非共有結合による自己修復ポリマーにおけるCDの作用
2.2　非共有結合を有する自己修復性ポリウレタン
2.3　CD由来の非共有結合と水素結合を組み合わせた材料
2.4　ほかの非共有結合と水素結合を組み合わせた材料
3.おわりに

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温和な条件で自己修復性をもつバイオベースフランポリマーの開発
Biobase Furan Polymers with Self-Healing Ability under Mild Conditions

　持続社会形成を望む機運が高まる中で,バイオマスプラスチックへの期待が益々高まっている。本稿では,バイオマスを原料として生産可能な自己修復性ポリマーとして,ポリ(2,5-フランジメチレンサクシネート)のビスマレイミド架橋体,PFS/Mについて解説する。特に,PFS/Mは,PFSの共重合体化やM2の選択,M2添加量により材料特性や修復手法を多彩にデザインできることについて紹介したい。

【目次】
1.はじめに
2.PFSおよびその共重合体のM2による可逆架橋と架橋体の機械特性
3.PFSのM2による可逆架橋体の室温自発修復性
4.PFSおよびその共重合体のM2による可逆架橋体の修復性に対する温度の影響
5.修復剤としてM2溶液を利用する修復
6.終わりに

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Diels-Alder反応およびジスルフィドメタセシス反応を利用した自己修復性熱硬化性樹脂の開発
Development of Self-Healing Thermosetting Resins Using the Diels-Alder and Disulfide Metathesis Reactions　

　バイオマス資源を活用した自己修復性熱硬化性樹脂としてretro-Diels-Alder/Diels-Alder反応による結合の解離と再結合を用いた自己修復性ビスマレイミド樹脂およびジスルフィド結合の組換えを利用した自己修復性ビスマレイミド樹脂と不飽和ポリエステル樹脂に関する筆者らの研究成果をまとめた。

【目次】
1.はじめに
2.DA/rDA反応を用いた自己修復性熱硬化性樹脂
3.ジスルフィドメタセシス反応を用いた自己修復性熱硬化性樹脂
4.おわりに

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ラジカル系の動的共有結合化学に基づく架橋高分子の自己修復　　　　　　　　
Self-Healing of Cross-Linked Polymers Based on Radical-Type Dynamic Covalent Chemistry

　さまざまな自己修復性高分子へのアプローチがある中で,高分子鎖そのものに可逆性や交換反応性を付与するアプローチは,繰り返し修復性を発現させることが可能である。官能基許容性が高いラジカル系の動的共有結合化学に基づく架橋高分子の設計・合成,応力緩和,自己修復,リサイクル,複合化に関して研究成果をまとめた。

【目次】
1.はじめに
2.ラジカル系の動的共有結合ユニットの開発
3.架橋高分子の合成
4.架橋高分子の応力緩和挙動
5.架橋高分子の自己修復性
6.架橋高分子のリサイクル性
7.架橋高分子の複合化
8.おわりに

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自己修復性ポリイソプレンの創製
Synthesis of Self-Healing Polyisoprenes

　自己修復性ポリマーが,物質循環や環境負荷低減などの観点から注目されている。最近著者らは,希土類触媒を用いたイソプレン重合において位置および立体規則性を適宜に制御することにより,優れた自己修復性を示すポリイソプレンの創製に成功した。本稿では,本研究の経緯や,得られたポリマーの自己修復メカニズム,特徴などについて紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.ポリイソプレンの合成と熱物性
3.ポリイソプレンの構造解析と自己修復のメカニズム
4.おわりに

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イオン液体を溶媒とする自己修復ゲル材料
Self-Healing Polymer Gels Containing Ionic Liquids

　イオン液体はカチオンとアニオンのみから構成される常温溶融塩である。イオン液体を溶媒とする高分子ゲル材料「イオンゲル」は従来の水や有機溶媒を使用したゲル材料と比べて優れた特性を持つ。本稿では,自己修復機能を持つイオンゲルに関する最近の我々の研究として,2つの異なるアプローチを用いた設計戦略を概説する。

【目次】
1.はじめに
2.化学的アプローチを利用した自己修復イオンゲル
3.物理的アプローチを利用した自己修復イオンゲル
4.結言

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シクロデキストリンによるホストゲスト相互作用を利用した自己修復ポリマーゲルと自己修復エラストマーの開発
Development of Self-Healing Polymer Gels and Self-Healing Elastomers Utilizing Host-Guest Interaction by Cyclodextrin

　大阪大学 産業科学研究所 原田明特任教授らと共に自己修復ポリマーゲル,自己修復性エラストマーを共同開発した。ホスト分子にシクロデキストリン,ゲスト分子にアダマンタンを用いたホストゲスト相互作用を利用した,凹み傷に加えて切断傷をも自己修復可能でかつ,高伸縮,強靭なポリマー素材について詳説する。

【目次】
1.はじめに
2.シクロデキストリンを用いたホストゲスト相互作用
3.ホストゲスト相互作用を利用した自己修復ポリマー
3.1　自己修復ポリマーゲル「ウィザードゲル」
3.2　自己修復ポリマー「ウィザードエラストマー」
4.おわりに

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[シリーズ]世界の新農薬

1.除草剤　flusulfinam(フルスルフィナム)
2.殺虫剤　flupyroxystrobin(フルピロキシストリビン)
3.除草剤　broclozone(ブロコロゾン)

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[ケミカルプロフィル]

アセトフェノン(Acetophenone)
アリルメタクリレート(Allyl methacrylate)

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[ニュースダイジェスト]

・海外編
・国内編