IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/09

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    有田稔彦　Toshihiko ARITA
    助教　Assistant Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    マテリアル・計測ハイブリッド研究センター　有機・バイオナノ材料研究分野
    Materials-Measurement Hybrid Research Center, Organic-and Bio-Nanomaterials

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    粒子共存重合法
    機能性フィラー
    フィラー強化エラストマー
    高分子による表面改質
    Polymerization with Particle (PwP)
    Functional filler
    Filler reinforced elastomer
    Surface treatment by polymers
研究テーマ
Research Subject
粒子共存重合法による機能化フィラーの作製と高分子材料の改良
Functional fillers by Polymerization with Particles (PwP) for improvement of polymers

研究の背景 Background

実用高分子材料の殆どはフィラーを含んでいる。フィラーの役割は、増容量、着色、補強等々多岐にわたっており、より高機能・高性能化のためには、ただ分散性を高めるだけでは不十分で、求める物性に合わせた精緻なフィラー（特に表面）設計に基づく機能化フィラーを作製する必要がある。ところが、現状ではフィラーとしての用途に対応可能な程、大量に効率よく微粒子の表面を機能化する技術が未成熟であり、開発が待たれている。

Most of practical polymers include fillers. The role of fillers is wide-ranged, for instance, volume gain, dyeing, reinforcement and so on. For the sake of further high- functionalization and performance, exquisite design of filler surface which suits for required property is rather necessary than simple surface tension tuning by surface modification by modifiers. Extraordinarily efficient method to functionalize filler surface is awaited to be developed.

研究の目標 Outcome

フィラーによる高分子材料の高機能化・高性能化を達成するために、高分子による表面機能化フィラーを従来にない高効率で作製する技術を開発する。溶液中の微粒子分散に有利と考えられている界面活性剤等による表面処理法ではなく、高分子中での分散に有利と考えられる高分子によるフィラーの表面被覆法をロスなく行う方法を開発し、加工成形プロセスにおけるハンドリングの良さと、成形後製品における物性の良さとを両立可能なフィラーを作製することを目標にしている。

In order to achieve further functionalization and performance of polymers, efficient method to functionalize fillers’ surface by polymers has been developed. Surface functionalization of filler by polymer is regarded as an advantageous strategy for dispersion of fillers in polymer, therefore, Polymerization with Particles (PwP) has been studied can make high-performance in molded polymers compatible with good-handling during processing.

研究図Research Figure

Fig.1. Schematic illustration of an example of Polymerization with Particles (PwP). Sequential living radical polymerization with particles (SqLRPwP) (see Ref. 1). 実用高分子材料の殆どはフィラーを含んでいる。フィラーの役割は、増容量、着色、補強等々多岐にわたっており、より 高機能・高性能化のためには、ただ分散性を高めるだけでは不十分で、求める物性に合わせた精緻なフィラー（特に表面） 設計に基づく機能化フィラーを作製する必要がある。ところが、現状ではフィラーとしての用途に対応可能な程、大量に効 率よく微粒子の表面を機能化する技術が未成熟であり、開発が待たれている。 Most of practical polymers include fillers. The role of fillers is wide-ranged, for instance, volume gain, dyeing, reinforcement and so on. For the sake of further high- functionalization and performance, exquisite design of filler surface which suits for required property is rather necessary than simple surface tension tuning by surface modification by modifiers. Extraordinarily efficient method to functionalize filler surface is awaited to be developed. Fig.2. Size distributions measured by DLS and SEM images of particles before and after PwP.

文献 / Publications

(1) T. Arita, Chem. Lett., 42, 801-803 (2013), WO/2014/025045. (2) T. Arita, Nanoscale, 2, 2073 (2010), 特許第 5540332 号, T. Arita, et al., J. Mater. Chem. C, 1, 207 (2013). (3) T. Arita et al, J. Nanopart. Res., 14, Art.No.1251 (2012), WO/2013/077459 (4) T. Arita et al., J. Phys. Chem. C, 115, 3899 (2011).

研究者HP