次世代のシリコーン材料創出に新技術を開発―主骨格のシロキサン結合を一つの反応容器内で一気に形成：産業技術総合研究所ほか
(2017年2月2日発表)
（国）産業技術総合研究所と（国）新エネルギー・産業技術総合開発機構は2月2日、共同でシリコーンなどの有機ケイ素材料の「シロキサン結合」を一つの反応容器内で形成することができるワンポット合成技術の開発に成功したと発表した。従来の方法では合成が困難だったり多段階合成が必要だった各種のシロキサン化合物を一気に合成できるとしており、この技術を基盤とした次世代の高機能・高性能シリコーン材料の開発が期待される。
シロキサン結合は、ケイ素（Si）と酸素（O）とケイ素が結びついた「Si‐O‐Si結合」のこと。このシロキサン結合を主骨格に持つ有機ケイ素ポリマーの総称をシリコーンと呼び、優れた耐熱性、耐酸化性、電気絶縁性、撥水性、生体適合性などを持つことから家庭で使うシャンプーや化粧品、キッチン用品などの身近な製品から、低燃費エコタイヤや太陽電池モジュールといった高機能製品までさまざまな分野に使われている。
一方、有機ケイ素材料に要求される性能水準は年々高まり、耐熱性や耐光性、耐クラック性、密着性などの物性を総合的に向上させた材料の開発が求められ、その実現には分子構造をばらつきなく精密に制御する技術の開発が必要とされている。
しかし、シロキサン結合の形成法は、創成期から現在までさまざまな改良が行なわれてきたものの次世代材料として求められる性能を実現するためにはブレークスルーが必要といわれている。例えば最近になって交差縮合法と呼ばれる方法が開発されているが、ある一種類のシロキサン結合を選択的に形成することはできるものの、連続する複数種類のシロキサン結合を一度に形成することはできない。
分子レベルで均一な構造を持つ有機ケイ素材料を開発するには、連続する複数種類のシロキサン結合を精密に繋いでやる必要があるが、新技術は連続する複数のシロキサン結合をワンポット内で一挙に精密に繋ぐことができるようにした。
研究グループは、この技術の改良により、10個程度の連続するシロキサン結合を精密に形成できるようになると見ている。
既存のシロキサン結合形成法では、結合形成に伴って必ず副生成物が生じてしまうため合成される有機ケイ素材料にそれが残ってしまう可能性があるが、新技術にはその心配もなく副生成物を生じさせずにシロキサン結合を形成することができるという。
