液晶性高分子の配向制御による2次非線形光学材料

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07246219
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 川上 雄資 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (80109280)
• キーワード: ポリオキセタン / 立体規則性 / ガラス転移温度 / 液晶性高分子 / ネマチック / スメクチック / ポーリング / 2次非線形性

研究概要

高分子非線形光学材料においては、非線形感受率の高い色素官能基を密度高く極性の低いポリマーに導入すること、電場により色素官能基を配向させること、一旦、配向させた色素官能基の緩和を抑えることが重要である。不要な光の散乱を抑えるために均一な集合状態をとらせることも大切である。このような要件を満たすために、ポリマー主鎖の立体規則性を制御し、ポリマー鎖繰り返し単位に複数個のメソゲンを導入することを目的とした。
主鎖としてポリオキセタンを用いて、メソゲンや置換基などのポリマー構造を制御することにより、繰り返し単位に複数のメソゲンを導入しても液晶性を示し、液晶構造、液晶温度範囲を制御できることを明らかにした。非線形光学材料への展開を考え、極性が低く、分子量を制御できる主鎖としてポリスチレンを、single layer packingを与える電子供与性の置換基としてアルコキシ基やアルキル基を用い、共役系を長く、また、色素官能基の密度をあげるために、モノマー単位あたりに複数個の色素官能基を導入する分子設計を行なった。モノマーの合成法について検討し、合成ルートの確立を行なうことができた。現在、さらに、種々の長さの接続部をもつモノマーの合成法の確立を急いでいる。また、3個以上の色素の導入法についても検討を加え、さらに、アニオン重合、配位重合による分子量、立体規則性の制御されたポリマーの合成について検討している。本設計では、色素官能基が複数個でまとまって配向する可能性がある。また、ポーリングした色素官能基の配向を架橋反応により固定できる可能性もある。さらに、立体規則性に応じて、色素官能基の配向を制御することや、第2の色素分子の代わりにキラル相を与えるメソゲン分子を組み込むことにより、より高い非線形感受率を実現できる可能性もある。

研究成果

• [文献書誌] A.Mori: "A Facile Synthesis of Disiloxane with Functional Groups." Chem. Lett.107-108 (1995)
• [文献書誌] T.Sano: "Silicate Membrane for Separation of Acetic Acid/Water Mixture." Chem Lett.153-154 (1995)
• [文献書誌] Y.Kawakami: "New PolydieneSide‐Chain Liquid Crystalline Polymers. Synthesis and Microstructure." Macromolecules. 28. 816-826 (1995)
• [文献書誌] T.Sano: "Separation of methanol/methyl‐tert‐butyl ether mixture by pervaporation using silicalite membrane" J. Membr. Sci.107. 193-196 (1995)
• [文献書誌] Y.Kawakami: "Synthesis and Characterization of Side‐Chain Liquid Crystalline Polydienes and Their Hydrogenated Derivatives." Polym. J.(印刷中). (1996)
• [文献書誌] 森 敦紀: "環状シロキサン、ポリジメチルシロキサンの開裂反応を利用する官能基をもつオリゴシロキサンの合成" 接着学会誌. (印刷中). (1996)
• [文献書誌] 山下雄也監修(川上雄資分担執筆): "高分子合成化学" 東京電機大学出版局, 415 (1995)
• [文献書誌] L.A.Paquette Ed.(Y.Kawakami,一部執筆): "Encycl. Reagents Organic Snth Vol.2" John Wiley & Sons, 1526 (1995)