加熱延伸で誘起される逐次液晶相転移を活用したポリイミド膜の配向制御法確立

利用加热拉伸诱导连续液晶相变的聚酰亚胺薄膜取向控制方法的建立

• 批准号: 21K05195
• 负责人: 石毛 亮平
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Institute of 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05195/
• 关键词: 全芳香族ポリイミド; 加熱延伸; 液晶; 逐次相転移; 放射光X線散乱; 放射光X線散乱法; 液晶逐次相転移; 階層構造; 配向秩序; 時分割偏光分光測定

前駆体のポリアミド酸（PAA）を定荷重・加熱延伸することで作製された，含フッ素全芳香族ポリイミドPMDA-TFDBの高配向フィルム試料について，偏光全反射フーリエ変換赤外分光（pATR-FTIR）測定に基づきイミド化率および分子鎖の配向秩序度Sを評価し，広角X線回折（WAXD）像のhk0反射の強度分布解析から得られるS値と比較した．前者ではS＝0.80±0.05であったのに対し，後者ではS > 0.9であった．前年度までのWAXDおよび小角X線散乱（SAXS）測定に基づく検討から，当該PAAの加熱延伸過程においては，液晶様の中間相（ネマチック相，スメクチック相）を経て配向結晶が生じること，また，ジグザグラメラ状構造を示唆する長周期構造が観測されたことから，秩序性の高い結晶領域と位置・配向いづれの秩序性も比較的低い中間相領域が積層した構造が固定化されたと考えられる．一方， PMDA-TFDBと類似の構造を有しビフタル酸無水物から合成されるsBPDA-TFDBは同様の加熱延伸過程において明確な中間相を示さず，また得られたフィルムの配向度は低い値にとどまった．これらの結果から，中間相の発現が高配向試料の作製の鍵であることが強く示唆される．

含氟全芳香族聚酰亚胺 PMDA-TFDB 的高度取向薄膜样品的偏振全反射傅里叶变换，该薄膜样品是通过在恒定负载下加热和拉伸前体聚酰胺酸 (PAA) 制成的。基于红外光谱（pATR-FTIR）测量评估了分子链的酰亚胺化率和取向有序度S，并与广角X射线衍射中hk0反射的强度分布分析获得的S值进行比较（ WAXD）图像。在前一种情况下，S = 0.80 ± 0.05，而在后一种情况下，S > 0.9。根据去年进行的WAXD和小角X射线散射（SAXS）测量的研究，发现在加热过程中通过类似液晶的中间相（向列相、层列相）出现取向晶体。 PAA的拉伸过程。此外，观察到了锯齿状粒状结构的长周期结构，这表明由高度有序的结晶区域和位置和方向有序性相对较低的中间相区域组成的结构是可能的。另一方面，与PMDA-TFDB结构相似，由联苯酐合成的sBPDA-TFDB，在相同的加热拉伸过程中没有表现出明显的中间相，所得薄膜的取向度较低。 我留下。这些结果强烈表明，界面的发展是生产高度定向样品的关键。