ポリマーの炭素化に対する鉄添加物の促進効果のその場赤外分光法による解明

利用原位红外光谱阐明铁添加剂对聚合物碳化的促进作用

• 批准号: 05750696
• 负责人: 尾崎 純一
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750696/
• 关键词: ポリマー炭素化; 鉄触媒; その場赤外分光

申請者は有機物の炭素化を縮合芳香環系を得る手段として据え、その中間段階の反応制御による炭素質をベースとした機能材料の開発を目指した研究を行っている。その一連の研究の中でポリマーに予めフェロセン等の鉄化合物を混入し400℃の低温で炭素化するとその電気伝導度は無添加系に比べて約10桁増大し、これは鉄の炭素化促進効果によることを報告している。本研究では鉄含有炭素質の機能性探索の前段階としてどのようにして鉄がポリマーの炭素化を促進するのかについて不活性雰囲気下で昇温可能なステージを持つ顕微FTIR分光系を試作して検討することを目的とした。1.昇温ステージを有する顕微なFTIRの試作不活性雰囲気下で加熱可能な顕微ステージ、及び測定スペクトルをFTIR装置のRS-232C回線を介してパーソナルコンピュータのハードディスクにデータを収納できるシステムを構築した。2.ポリ塩化ビニリデン(PVDC)-フェロセン混合系の測定試料としてはPVDCの熱THF溶液をメタノールに注ぐことにより調製したPVDC微粒子にフェロセンを含浸担持したものを用いた(Fe重量比=0.10wt%)。これをKBr粉末で20wt%に希釈し不活性雰囲気下での昇温を行いつつ赤外スペクトルの測定を行った。得られたスペクトルの解析においてはPVDCの炭素-炭素単結合(C-C)の骨格振動及びアルケンまたは芳香環の炭素-炭素二重結合(C=C)に着目した。これらの積分強度を温度の関数として見たときの結果の概略を次に示す。(1)昇温とともにC-Cの強度は減少し、C=Cの強度は増加する。(2)鉄を導入した系のC=C発生温度は、約130℃で無添加系に比べて20℃程低温にシフトする。(3)フェロセンの特性振動吸収は約130℃で消失し、この温度はC=C発生温度に一致する。以上の知見よりフェロセンは約130℃程度の反応初期において分解し、原子状または微分散状態の鉄を与え、これがPVDCの脱塩化水素を促進し、二重結合の形成及び芳香環の形成を低温にシフトさせるものと考察される。

本申请人专注于有机材料的碳化作为获得稠合芳环体系的手段，并正在进行研究，目的是通过控制中间阶段的反应来开发基于碳质材料的功能材料。在一系列研究中，当二茂铁等铁化合物混入聚合物中并在400℃低温下碳化时，电导率比无添加剂体系提高了约10个数量级，这是由于据报道，这是由于其功效。在这项研究中，作为探索含铁碳材料功能的初步步骤，我们构建了一个原型 FTIR 显微系统，该系统具有可以在惰性气氛中加热的阶段，以研究铁如何促进聚合物的碳化。考虑。 1.带加热台的显微 FTIR 原型 我们构建了一个可在惰性气氛中加热的显微台，以及一个可通过 FTIR 设备的 RS-232C 线将测量光谱存储在个人计算机硬盘上的系统。 。 2. 作为聚偏二氯乙烯（PVDC）-二茂铁混合体系的测量样品，我们使用将 PVDC 的热 THF 溶液倒入甲醇中并浸渍并负载二茂铁（Fe 重量比 = 0.10 wt%）而制备的 PVDC 细颗粒。用KBr粉末将其稀释至20wt％，并在惰性气氛中加热的同时测量红外光谱。在分析获得的光谱时，我们重点关注PVDC的碳-碳单键（C-C）和烯烃或芳环的碳-碳双键（C=C）的骨架振动。下面显示了将这些积分强度视为温度函数时的结果摘要。 (1)随着温度升高，C-C强度降低，C=C强度增加。 (2)铁引入体系中C=C生成温度约为130℃，比非添加体系低约20℃。 (3)二茂铁的特征振动吸收在130℃左右消失，这对应于C=C发生的温度。由以上发现可知，二茂铁在约130℃的反应初期分解，生成原子状或细分散的铁，促进PVDC的脱氯化氢，并防止低温下双键和芳香环的形成。这将导致转变