ポリロタキサンの相構造制御による強靭かつ高耐熱な低誘電材料の開発

通过控制聚轮烷的相结构开发坚韧、高耐热、低介电材料

基本信息

批准号：
21K05191
负责人：
大塚恵子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、低誘電構造を組み込んだ熱硬化性樹脂をポリロタキサンで変性した場合のポリロタキサンの構造や硬化条件と物性との関係を明らかにすることで、強靭かつ高耐熱な低誘電材料を開発することを目的とする。本年度は、低誘電かつ高耐熱性を示すマレイミド樹脂の探索を行った。一般に、分極構造を有する動きやすい分子で構成された材料は誘電特性が悪化することから、低誘電性を示す材料設計には、分子の分極率が小さく、分子運動性の小さい構造が必要とされる。低誘電性を示す構造として、主鎖骨格を剛直にすることで分子の運動性を減らす目的で、ビフェニル骨格をマレイミド樹脂に導入した場合、10GHzにおける誘電率2.9、誘電正接0.006、ガラス転移温度217℃を示した。主鎖骨格に低極性である長鎖脂肪構造を導入した場合には、10GHzにおける誘電率3.0、誘電正接0.007、ガラス転移温度200℃を示した。一方、側鎖に長鎖脂肪構造を導入した場合には、低誘電性を示すものの目標とする200℃以上のガラス転移温度を示すには至らなかった。低誘電かつ高耐熱性を示すマレイミド樹脂の靭性向上のための改質ポリマーとしてポリロタキサンを用いた。ポリロタキサンは、軸高分子がポリエチレングリコール、環状高分子がポリカプロラクトンをグラフトしたシクロデキストリンであり、その末端の水酸基の一部がシクロヘキシル基、またはメタクリル基であるものを用いた。主鎖にビフェニル骨格を有するマレイミド樹脂の場合、いずれのポリロタキサンとも相溶性が悪く硬化物を得ることができなかった。また、主鎖に長鎖脂肪構造を導入した場合には、未変性樹脂と比較して靭性の向上が認められたが、ガラス転移温度が低下した。

这项研究旨在通过阐明掺入低含量结构的热固化树脂的结构和固化条件之间的关系，以阐明多罗托烷的结构和固化条件之间的关系，以开发强烈的，耐热的低含量材料。今年，我们搜索了表现出低介电性和耐热性较高的马来酰亚胺树脂。通常，由易于移动的分子与极化结构制成的材料会降低介电特性，因此表现出低介电性能的材料设计需要分子极化较低和低分子迁移率的结构。作为一种表现出低介电性能的结构，当将双苯基骨骼引入马来酰亚胺树脂中时，目的是通过使主链骨架刚性降低分子迁移率，该结构的介电常数为2.9，介电损失损失较小为0.006，玻璃过渡温度为217°C，在10 ghz at 10 ghz。当将低极性长链脂肪结构引入主链主链中时，介电常数为3.0，介电损耗切线0.007，玻璃过渡温度为200°C。另一方面，当将长链脂肪结构引入侧链中时，尽管它表现出低介电性能，但它没有达到200°C或更高的目标玻璃过渡温度。多罗托沙烷被用作改良的聚合物，用于改善马来酰亚胺树脂的韧性，而马来酰亚胺树脂表现出低介电常数和高耐热性。脊髓苯烷是一种环糊精，在其中将轴向聚合物与聚乙烯甘油接枝，环状聚合物是聚二苯乙烯，并且使用了终端的羟基的一部分是环己基组或甲基丙烯酸组。如果马来酰亚胺树脂在主链中具有双苯基主链，则它与任何脊髓灰质酸都不兼容，并且无法获得固化产物。此外，当将长链脂肪结构引入主链中时，与未修饰的树脂相比，韧性得到了改善，但玻璃过渡温度降低。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

マレイミド樹脂に導入したポリロタキサンの末端官能基が硬化物物性に与える影響

马来酰亚胺树脂中引入聚轮烷末端官能团对固化物物理性能的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
武元佑樹;宇都卓也;湯井敏文;金子隆・ラッセル豪マーティン・正井宏・寺尾潤;大塚恵子，中村優志，伊藤盛通，渡瀬星児
通讯作者：
大塚恵子，中村優志，伊藤盛通，渡瀬星児

靭性に優れたビスマレイミド樹脂の開発

开发出韧性优异的双马来酰亚胺树脂

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ohashi Takato;Yamagishi Yui;Kikuchi Nanata;Fujimori Atsuhiro;大塚恵子
通讯作者：
大塚恵子

靭性に優れた高耐熱ビスマレイミド樹脂の開発と応用

高耐热韧性优异双马来酰亚胺树脂的开发及应用

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takashi Kaneko;Go Martin Russell;Hiroshi Masai;Jun Terao;大塚恵子
通讯作者：
大塚恵子

Properties of polyrotaxane modified maleimide resin with a phase‐separated structure

相分离结构聚轮烷改性马来酰亚胺树脂的性能

DOI：
10.1002/pi.6485
发表时间：
2022
期刊：
Polymer International
影响因子：
3.2
作者：
Ohtsuka Keiko;Nakamura Masashi;Itoh Morimichi;Watase Seiji
通讯作者：
Watase Seiji

ビスマレイミド樹脂

双马来酰亚胺树脂

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuzhong HE;Yangtian LU;Masatosi TOSAKA;Shigeru YAMAGO;大塚恵子
通讯作者：
大塚恵子

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大塚恵子其他文献

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DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
池下真二

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发表时间：
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期刊：
影响因子：
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作者：
松本明博;大塚恵子;木村肇;井出勇;関徹;木村肇，大塚恵子，松本明博，米川盛生，大石好行;木村肇，大塚恵子，松本明博，米川盛生;木村肇，大塚恵子，米川盛生，松本明博，大橋康典，周霖，山本麻衣子;木村肇，大塚恵子，米川盛生，松本明博，大橋康典，周霖，山本麻衣子;木村肇，大塚恵子，松本明博，米川盛生，大石好行;大塚恵子，木村肇，池下真二，中尾日六士，宮田篤，坪田俊祐;大塚恵子，木村肇，池下真二，中尾日六士，坪田俊祐;木村肇，大塚恵子，松本明博，大石好行;木村肇，大塚恵子，松本明博，大橋康典;大塚恵子，木村肇，松本明博，池下真二，中尾日六士
通讯作者：
大塚恵子，木村肇，松本明博，池下真二，中尾日六士

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DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
米川　盛生;大塚恵子;木村肇;宮田篤;池下真二;米川盛生，木村肇，大塚恵子
通讯作者：
米川盛生，木村肇，大塚恵子

エポキシ樹脂物性に及ぼす芳香族アミン化学構造の影響

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DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
有村健，猿渡崇史，松本明博;大塚恵子;木村肇;岸肇
通讯作者：
岸肇

草本系リグニンを活用した高性能フェノール樹脂

使用草本木质素的高性能酚醛树脂

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
松本明博;大塚恵子;木村肇;井出勇;関徹;木村肇，大塚恵子，松本明博，米川盛生，大石好行;木村肇，大塚恵子，松本明博，米川盛生;木村肇，大塚恵子，米川盛生，松本明博，大橋康典，周霖，山本麻衣子
通讯作者：
木村肇，大塚恵子，米川盛生，松本明博，大橋康典，周霖，山本麻衣子