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

有田
助教
稔彦
Toshihiko ARITA
Assistant Professor
東北大学多元物質科学研究所
Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials Tohoku University
プロセスシステム研究部門・超臨界ナノ工学研究分野
Division of Process and System Engineering,
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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
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
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.
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.
Fig.1. Schematic illustration of an example of Polymerization with Particles (PwP).
Sequential living radical polymerization with particles (SqLRPwP) (see Ref. 1).
Fig.2. Size distributions measured
by DLS and SEM images of
particles before and after PwP.
(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).
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