液晶性と導電性を兼ね備えた新規ポリアニリン誘導体の合成

兼具液晶性和导电性的新型聚苯胺衍生物的合成

• 批准号: 10874103
• 负责人: 佐藤 正明
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10874103/
• 关键词: 液晶性; 導電性; ポリアニリン; 電解; 重合反応; 酸化還元; スメクティック; 化学修飾; 酸化重合; ネマティック; 偏向

液晶性と電導性を合わせ持つ新規のポリアニリン誘導体の開発を目指して、種々の合成化学的な検討をポリアニリン系について行った。しかし、この2年間における検討では、液晶性を発揮させようとすると、導電率が半導体レベルにまで低下し、逆に導電率を高めようとすると、液晶性が消失するというジレンマにぶつかっている。関連する研究は筑波大学の赤木氏なども行っているが、やはり液晶性と導電性を兼ね備えることは困難であるとの結論に至っているように思われる。問題は導電性を有する高分子への置換基の導入にある。高分子に液晶性を付与することは、長鎖の置換基を導入することで達成されるが、それは同時に高分子鎖間の距離を大きくして、相互作用を減じる方向に働く。液晶性が出現し、高分子鎖が規則的に配列したところで、高分子鎖間の相互作用が薄らぐと全体のチャージキャリヤー移動度が減少してマクロな電導率は低下する。従って、高分子鎖を配列させるための置換基は、導電率の観点から考えるとマイナス方向に働くと結論せねばならない。私は柔軟なアルコキシル基と、剛直なビフェニル基を置換基として選んだ結果、一般の電解重合法では重合しないものの、重合反応を液晶状態で行うという極めてユニークな方法を開発することにより、液晶性のポリアニリン誘導体を得ることができた。このポリマーは80〜100℃でスメクティックC相をとる興味深い高分子であった。この報告は現在投稿中である。しかし、導電率に関しては残念ながら10^<-3>S/cm以下と低く、問題は残されたままである。今後の課題としては、いかにして規則的な構造を導入した上で、高分子鎖間の相互作用を高めるかにある。

为了开发兼具液晶性和导电性的新型聚苯胺衍生物，我们对聚苯胺体系进行了各种合成化学研究。然而，过去两年进行的研究表明，当试图表现出液晶特性时，导电率会下降到半导体的水平，相反，当试图提高导电率时，液晶特性就会消失。筑波大学的赤城教授也在进行相关研究，但他们似乎得出了将液晶性和导电性结合起来很困难的结论。问题在于将取代基引入导电聚合物中。赋予聚合物液晶性是通过引入长链取代基来实现的，但这也可以增加聚合物链之间的距离并减少相互作用。当出现液晶性且聚合物链规则排列时，聚合物链之间的相互作用减弱，整体载流子迁移率下降，宏观电导率下降。因此，必须得出结论，从导电性的角度来看，用于排列聚合物链的取代基在负方向上起作用。由于选择了柔性烷氧基和刚性联苯基作为取代基，尽管它们不会使用一般的电解聚合方法聚合，但我能够开发出一种在液晶状态下进行聚合反应的非常独特的方法。能够得到聚苯胺衍生物这种聚合物是一种有趣的聚合物，在 80-100℃ 时呈现近晶 C 相。目前该报告正在提交中。然而，不幸的是，电导率低至小于10 ^ -3 S/cm，并且问题仍然存在。未来的挑战是如何引入规则结构并增加聚合物链之间的相互作用。