Multiple Integration of Soft Polarized Structures for Development of Photo- and Electric Field-Functional Polymers

软偏振结构的多重集成用于光场和电场功能聚合物的开发

基本信息

批准号：
22K18335
负责人：
小柳津研一
金额：
$ 16.47万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18335/
关键词：
分極多重集積透明ポリマー屈折率光学・誘電特性

项目摘要

本研究は，「屈折率が2を超える高屈折率かつ透明な有機材料は存在するか？」といった命題に対し，「芳香族系高分子の結晶性や密度を決める分子間相互作用の制御により，無定型かつ高密度なバルク構造を形成する」ことを方法論として展開し，まったく斬新な高屈折率透明樹脂の一群を創出しようとしている。本年度は，この方針に沿って，分極性の（すなわちソフトな）芳香環π電子と硫黄2p電子の密度高い集積構造を「ソフト分極場」と捉え，光学特性に加え誘電性等の電場応答性を制御する方法論として展開した。これにより，超高屈折率材料を具体化するための手がかりを明確にした。以下に具体的に述べる。(1) 分子設計の明確化：類例ない超高屈折率・耐熱性・透明性 (完全非晶質) を有し，有機高分子における経験的限界として知られている屈折率とアッベ数の相関を突破した新規樹脂群を創製するため，代表者らのオリジナル物質である芳香族ジスルフィドの酸化重合により得られる一連のポリ(フェニレンスルフィド) (PPS) 誘導体にまずは着目し，多様な置換基導入によって分子鎖間相互作用力の制御が可能で，強い凝集力を示しながらも完全非晶質化し，従前の無置換PPSとは全く異なる非晶質な物性を発現することを多くの誘導体について明確にした。(2) 非晶質化の方法論の確立：フェニレンスルフィドポリマーのベンゼン環3,5-位のメチル基が完全非晶質かつ高耐熱性をもたらすことを幅広い誘導体や共重合体について明らかにし，高い可視光透明性，高い硫黄含量に基づく高屈折率，高アッベ数，超低誘電損失など，PPS鎖本来の特徴として期待されながら実証例の無かった斬新な物性を引き出した。これらの特性は，芳香環と硫黄原子の分極性高いソフトな性質が，高分子主鎖に沿って無定形状態で多重集積した場の効果として一般化できる可能性を明らかにした。

为了响应诸如“是否存在高折射率和透明的有机材料，折射率超过2多个？（即）芳香环π电子和硫2p电子作为“软极化场”，并开发了一种方法，以控制电场响应（例如介电特性），除了光学特性以实现以下材料，以实现超高的折射材料。 ultra-high refractive index, heat resistance, and transparency (completely amorphous), and break through the correlation between the refractive index and Abbe number known as the empirical limits in organic polymers, we first focused on a series of poly(phenylene sulfide) (PPS) derivatives obtained by oxidative polymerization of aromatic disulfides, our original material.我们已经阐明了许多衍生物，这些衍生物可以通过引入各种取代基来控制分子间链相互作用，并且它们完全无定形，同时表现出强大的聚集能力，并表现出与以前未构成的PPS完全不同的无定形特性。（2）建立非形态化方法论：我们已经揭示了各种各样的衍生物和共聚物，即3,5位置苯苯二苯硫化物聚合物的苯基在苯苯环中完全不符合且高度耐热，并且没有证明具有高固定的固定能力远射，并没有证明具有较高的固定能力，并阐明了较高的物理特性，较高的均透射率是远射，远射率高于远射，并具有高度的均匀差异。超低介电损耗，预计将是PPS链的原始特征。这些特性揭示了一种可能性，即芳香环和硫原子的高度极化的软特性可以被推广，因为在非晶态状态下聚合物主链沿聚合物主链的多个无定形积累的作用。