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液晶/高分子界面相互作用の理解に基づくラビングフリー液晶性ポリイミド配向膜の創製

研究課題

研究課題/領域番号 15K20992
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 高分子化学
高分子・繊維材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

石毛 亮平  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (20625264)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード高分子液晶 / ポリイミド / 配向膜 / リオトロピック液晶 / ポリアミド酸エステル / 全芳香族ポリイミド / せん断流動配向 / 広角X線回折 / 偏光赤外分光法 / 配向制御
研究成果の概要

非晶質を含まない均一かつ高配向の全芳香族ポリイミド(PI)の配向膜を簡便に調製することを目的として,室温下でリオトロピック液晶を発現するPI前駆体を指向し,新たに長鎖アルキル基を有しかつ持続長の大きいポリアミド酸エステル(PAE)を設計・合成した.このPAEの液晶溶液にせん断流動を印加後,加熱イミド化することで,均一な高配向PI膜を得ることに成功した.また,詳細な構造解析からPI分子鎖が加熱過程で液晶マトリクスの配向方位に沿って成長することで自発的に配向度が増幅することを見出した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

特定方向の分子鎖が配列したポリイミドPI膜は,液晶ディスプレイの配向膜や高性能のフレキシブル光学素子(偏光子,波長板)等への応用展開が期待される.一般に前駆体溶液から調製されるPI膜では,分子鎖は膜面に沿う傾向はあるが,面内において分子鎖は特定の方向に配列してはいない.本研究で得られた液晶場中での反応に伴う分子鎖の自発的配向の知見は,高配向のPI膜のより容易な作製方法を提供する.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] In Situ Analysis of Chain Orientation Behavior in Thin Film Aromatic Polyimides by Variable Temperature pMAIRS during Thermal Imidization2017

    • 著者名/発表者名
      Ishige Ryohei、Tanaka Kazuyuki、Ando Shinji
    • 雑誌名

      Macromolecular Chemistry and Physics

      巻: 219 号: 3 ページ: 1700370-1700370

    • DOI

      10.1002/macp.201700370

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise Analysis of Thermal Volume Expansion of Crystal Lattice for Fully Aromatic Crystalline Polyimides by X.ray Diffraction Method: Relationship between Molecular Structure and Linear/Volumetric Thermal Expansion2017

    • 著者名/発表者名
      Ryohei ISHIGE, Toshiaki MASUDA, Yukiko KOZAKI, Eisuke FUJIWARA, Tomohiro OKADA, Shinji ANDO
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 50 号: 5 ページ: 2112-2123

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.7b00095

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 放射光X線散乱法および赤外分光法に基づく高分子薄膜の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      石毛亮平
    • 学会等名
      第163回東海高分子研究会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Variable temperature pMAIRS analysis of molecular chain orientation in polyimide thin films during thermal curing2018

    • 著者名/発表者名
      石毛亮平
    • 学会等名
      第67回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 芳香族ポリアミド酸エステル配向膜の 熱イミド化過程における 自発的配向増幅現象2018

    • 著者名/発表者名
      石毛亮平
    • 学会等名
      平成30年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 液晶性前駆体から生成する全芳香族ポリイミド薄膜のpMAIRS法に基づく 高次構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      石毛亮平
    • 学会等名
      2018年度 第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 液晶性ポリイミド前駆体薄膜のpMAIRS法およびGI-WAXD法に基づく高次構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      石毛亮平
    • 学会等名
      平成30年度 繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of Chain Orientation in Thin Film Aromatic Polyimides during Thermal Curing Variable Temperature polarized multiple-angle incidence resolution spectroscopy (VT-pMAIRS)2018

    • 著者名/発表者名
      石毛亮平
    • 学会等名
      2018中華民国高分子学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全芳香族ポリアミド酸エステルのリオトロピック液晶挙動と溶媒蒸発・熱イミド化過程におけるその場配向解析2017

    • 著者名/発表者名
      田中和幸
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度可変pMAIRS・放射光X線回折法に基づくポリアミド酸エステル膜の熱イミド化過程における三次元配向評価2017

    • 著者名/発表者名
      田中和幸
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 全芳香族ポリアミド酸エステルのリオトロピック液晶挙動と熱イミド化過程における配向解析2017

    • 著者名/発表者名
      田中和幸
    • 学会等名
      平成29年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Lyotropic Liquid-Crystalline Behavior of Poly(amic ester)s as Precursors for Fully Aromatic Polyimides and Control of Orientation by Shear Flow2016

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Ishige, Kazuyuki Tanaka, Shinji Ando
    • 学会等名
      IUPAC-PSK
    • 発表場所
      大韓民国 済州島
    • 年月日
      2016-10-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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