Changes in Aggregation of Polyimides with Microporosity under High Temerature & Pressure

高温下微孔聚酰亚胺聚集体的变化

• 批准号: 17F16046
• 负责人: 安藤 慎治
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F16046/
• 关键词: 固有微細多孔性高分子; ポリイミド; 自由体積; 凝集構造; ナノ多孔; 低熱伝導性; 室温燐光; 固有微細多孔性高分子; ポリイミド; 自由体積; 凝集構造; ナノ多孔; 低熱伝導性; 室温燐光

主たる研究実績として，トレガーズ塩基（TB）と呼ばれる特徴的な構造を有する固有微細多孔性ポリイミド（PIM-PI）とその共重合体を新たに合成し，その屈折率の偏光依存性と波長依存性を利用して，これらのポリマーの自由体積分率（分子パッキング係数）および分子鎖の配向異方性を明らかにした．また，誘電率や線熱膨張挙動，面外熱拡散率など自由体積分率と分子鎖配向に関連する物性を定量的に調査し，PIM-PI関連ポリマー群の特性付けを行った。結果として，可視域における高い透明性，低い平均屈折率，低～中程度の複屈折に加え，極めて低い熱伝導係数を示した。また，自由体積分率（Vf）を0.183-0.228の範囲で決定し，それぞれの化学構造と関連づけた。これらの物性は，PIM-PI群が大きな自由体積分率を有することと符合しており，その低い屈折率は近年，要求が高まっている高周波（5G規格）での低誘電率・低誘電正接の絶縁材料としての期待が持たれる。これらの物性は，太陽熱遮断フィルム，断熱テープ，遮熱コーティングなどの潜在的用途にも好適である。加えて，TB構造を有するPIM-PI群とその基本構造である半脂環式イミド化合物が，室温での燐光発光（室温燐光）を示すことを初めて明らかにした。これは重ハロゲン元素や金属元素を含まないイミド化合物における初めての例である。さらに，結晶性イミド化合物の結晶構造解析，温度可変や圧力可変の蛍光・燐光スペクトル，温度可変の発光寿命測定などにより，結晶中での比較的空隙の多い凝集状態および強い分子間相互作用が、イミドモデル化合物の室温燐光を誘起すること，そして剛直な構造の導入による局所的な分子運動の抑制が材料設計の鍵であることを明らかにした。これらの知見は，新規発光材料としてのPIM-PI群の分子設計指針の構築に有用である。

作为主要的研究经验，我们新合成了固有的细胞多酰亚胺（PIM-PI），具有独特的结构，称为tregor的碱基（TB）及其共聚物，并使用了其折射率的极化和波长依赖性，以阐明自由分数（分子堆积系数）和临时液体的分子核心细胞的自由分数（分子堆积系数）。此外，定量研究了与自由体积分数和分子链方向相关的物理特性，例如介电常数，线性热膨胀行为和平面外热扩散率，并对PIM-PI相关的聚合物组进行了定量研究。结果，还显示了除可见范围内的高透明度，还显示了低平均折射率，低至中度的双折射和极低的导热系数。另外，在0.183-0.228的范围内确定游离体积分数（VF），并与每种化学结构相关联。这些特性与PIM-PI组具有较大的游离体积分数的事实一致，并且预计其低折射率是一种绝缘材料，近年来在高频（5G标准）处的介电常数和低介电损耗切线很低，近年来一直在增加。这些特性还适用于潜在的应用，例如太阳能屏障膜，绝缘胶带和热屏障涂层。此外，它首次揭示了具有TB结构及其基本结构的PIM-PI组，即半紫胶化合物，在室温下表现出磷光（室温磷光）。这是不含重卤素或金属元素的酰亚胺化合物的第一个例子。此外，通过分析晶体酰亚胺化合物的晶体结构，荧光和磷光光谱具有可变的温度和压力，并测量了可变温度的发射寿命，我们已经揭示了相对较大的聚集状态，并且在晶体温度覆盖的材料中构成了材料的晶体磷酸化，并在晶体温度上构建了材料的材料，并在材料中引入了分子构成材料的材料，并揭示了强烈的分子间相互作用。这些发现可用于构建PIM-PI组的分子设计指南，作为新型发光材料。