ネマティック効果を利用した高分子の非複屈折化添加剤の開発

利用向列效应开发非双折射聚合物添加剂

基本信息

批准号：
08751045
负责人：
井上正志
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Kyoto 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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08751045/
关键词：
高分子ガラス複屈折光弾性ガラス転移粘弾性

项目摘要

偏光を利用したフォトニクスデバイスに光学用材料として高分子を使用する場合、成形時に発生する複屈折が大きな障害となり、実用化のためには高分子光学材料の低複屈折化、非複屈折化が不可欠である。本研究では異方性の大きな低分子の少量の添加することによって複屈折の改善法の開発を目指して基礎的研究を行った。すなわち、高分子/低分子混合系における複屈折緩和機構の解明を試み、特にガラス転移領域での複屈折の緩和機構とネマティク相互作用との関係、また分子構造との関係について明らかにすること目指した。PMMA,PS,SANをモデル高分子系として選び、スチルベン等の棒状低分子を加え、種々の温度でひずみ光学係数と粘弾性の測定を行った。低分子の添加により生じる可塑化効果は、粘弾性の主分散を基準として補正した。複屈折に加成性を仮定して、低分子により生じる複屈折、および配向緩和を評価・検討し、以下の知見を得た。1.ガラス状領域では、低分子の配向度は、擬アフィン変形程度である。2.長時間領域(ゴム状領域)では、低分子の配向緩和は高分子のそれと等しい。これは、ネマティク効果により、高分子と低分子の配向緩和が協同的に生じているを意味する。3.ガラス転移領域では、高分子の配向緩和機構が二つ存在するのに応じて、低分子の配向緩和も二段階で生じる。これは、PMMA系で特に顕著であった。以上の結果から、低分子を添加する方法は、マトリックス高分子のひずみ光学係数が小さい負である場合、十分有効な方法であると結論された。

当在利用偏振光的光子器件中使用聚合物作为光学材料时，成型过程中出现的双折射是主要障碍，并且为了将其投入实际应用，必须减少或消除聚合物光学材料中的双折射。在本研究中，我们进行了基础研究，旨在开发一种通过添加少量具有大各向异性的小分子来改善双折射的方法。换句话说，我们将尝试阐明聚合物/小分子混合体系中的双折射弛豫机制，特别是阐明玻璃化转变区域的双折射弛豫机制与向列相互作用之间的关系，以及与分子的关系。结构。我们选择PMMA、PS和SAN作为模型聚合物体系，添加二苯乙烯等棒状低分子，并测量了不同温度下的应变光学系数和粘弹性。在粘弹性主色散的基础上修正了小分子添加引起的塑化效应。假设双折射具有可加性，我们评估并研究了小分子引起的双折射和取向弛豫，并获得了以下发现。 1.在玻璃态区域，小分子的取向程度处于准仿射变形量级。 2、在长时间区（类橡胶区），小分子的取向弛豫与聚合物相等。这意味着聚合物和小分子的取向弛豫由于向列效应而协同发生。 3.在玻璃化转变区，由于存在两种聚合物取向弛豫的机制，因此小分子取向的弛豫也分两个阶段发生。这在 PMMA 系统中尤其明显。从以上结果可以看出，当基体聚合物的应变光学系数较小且为负时，添加低分子的方法是足够有效的方法。