書籍

山形大学　 大学院理工学研究科／教授　 落合　文吾　氏

【主旨】
　有毒で不安定なイソシアネートを用いない手法である、五員環カーボネートとアミンの反応を利用したポリウレタンの合成法および得られるポリウレタンの機能と応用について、一般的なポリウレタンとの比較も含めて紹介する。五員環カーボネートは、エポキシと二酸化炭素の反応により得られることから、多様な汎用エポキシを原料として合成することができる。二官能性五員環カーボネートとジアミンの反応では、側鎖に水酸基を持つポリウレタン（ポリヒドロキシウレタン）が得られる。この水酸基はさまざまな反応により変換可能である。また、エチレンカーボネートとジアミンの反応ではウレタンジオールが得られ、この脱エチレングリコール重縮合により、脂肪族ポリウレタンを得ることもできる。これらの合成法を執筆者の研究を中心に述べるとともに、様々な応用についても述べる。

【キーワード】
ポリウレタン、二酸化炭素、カーボネート

【ポイント】
有害なイソシアネートおよびその原料であるホスゲン類に代えて、二酸化炭素をカルボニル源とするポリウレタン類の合成方法と、得られたポリウレタン類の特性を紹介する。

【習得できる知識】
新しいポリウレタン材料の設計に向けた知識が得られる。

【プログラム】
1.ポリウレタンの合成と性質
　1-1　ポリウレタンの合成
　1-2　ポリウレタンの性質
2.五員環カーボネートとアミンとの反応を利用するポリヒドロキシウレタンの合成、反応、及び性質
　2-1　エポキシと二酸化炭素の反応による五員環カーボネートの合成
　2-2　五員環カーボネートとアミンの反応によるポリヒドロキシウレタンの合成
　2-3　ポリヒドロキシウレタンの反応
　2-4　ポリヒドロキシウレタンの性質
3.五員環カーボネートとアミンの反応を利用する脂肪族ポリウレタンの合成
　3-1　エチレンカーボネートとジアミンの反応を利用する脂肪族ポリウレタンの合成
　3-2　得られた両末端反応性ポリウレタンの応用
4.さまざまなポリヒドロキシウレタンの合成と応用
　4-1　ポリヒドロキシウレタンの複合材料への応用
　4-2　ポリヒドロキシウレタンのフォームへの応用
　4-3　その他のポリヒドロキシウレタンの応用