Research Abstract

ナノ多孔性金属錯体テンプレートを用いて非相溶性ポリマーを混ぜ合わせる  OPEN ブックマーク

Mixing of immiscible polymers using nanoporous coordination templates

2015年7月1日 Nature Communications 6 : 7473 doi: 10.1038/ncomms8473 (2015)

基礎科学や材料技術の発展を促すために、混ざり合わない物質を混ぜ合わせる方法の確立が非常に望まれている。今回我々は、除去可能なテンプレートとして多孔性金属錯体(PCP)を用いて、混ざり合わない(非相溶性)ポリマーを分子レベルで相溶化する新しいプロトコルを報告する。このプロセスでは、ポリスチレン(PSt)とポリメタクリル酸メチル(PMMA)という典型的な混ざり合わないポリマーを、PCP中で各モノマーを順次単独重合することによって合成し、PCP粒子内にポリマーを分散させた。次に、PCP骨格をキレート剤溶液で溶かすことによって、数ナノメートルの範囲で均質なPSt/PMMAブレンドを得た。このような普通では考えられない相溶化が可能になったため、従来の溶媒キャスト法で作製したブレンドと比較して、ポリマーブレンドの熱的特性が著しく向上している。また、この方法は、溶解パラメーターの全く異なるPStとポリアクリロニトリルの相溶化にも応用できる。

Takashi Uemura, Tetsuya Kaseda, Yotaro Sasaki, Munehiro Inukai, Takaaki Toriyama, Atsushi Takahara, Hiroshi Jinnai & Susumu Kitagawa

Corresponding Authors

北川 進
植村卓史
京都大学大学院 工学研究科 合成・生物化学専攻 機能化学講座

The establishment of methodologies for the mixing of immiscible substances is highly desirable to facilitate the development of fundamental science and materials technology. Herein we describe a new protocol for the compatibilization of immiscible polymers at the molecular level using porous coordination polymers (PCPs) as removable templates. In this process, the typical immiscible polymer pair of polystyrene (PSt) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) was prepared via the successive homopolymerizations of their monomers in a PCP to distribute the polymers inside the PCP particles. Subsequent dissolution of the PCP frameworks in a chelator solution affords a PSt/PMMA blend that is homogeneous in the range of several nanometers. Due to the unusual compatibilization, the thermal properties of the polymer blend are remarkably improved compared with the conventional solvent-cast blend. This method is also applicable to the compatibilization of PSt and polyacrylonitrile, which have very different solubility parameters.

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