芳香族系超高弾性率ポリマーが超高弾性率を取る理由:分子レベルからの解明を目指して

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08455456
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 田代 孝二 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60171691)
• キーワード: 芳香族系ポリマー / 超高弾性率ポリマー / 結晶構造 / X線解折 / 計算機シミュレーション / ポリ-p-フェニレンベンゾビスオキサゾール / ポリ-p-フェニレンベンゾビスチアゾール / 超臨界流体クロマトグラフィー

研究概要

超高弾性率ポリマーとして注目されている芳香族系剛直ポリマーの性能を、今以上に優れたものにするためには、「構造」と「相互作用」の信頼のおけるデータを集積し、力学物性との具体的な関わりを分子レベルから明らかにすることが必要である。我々は、次の二つのアプローチを考えた。
(1)現在世の中に登場している種々の芳香族系剛直ポリマーについて、その詳細な構造を明らかにすること。このために、我々は、X線回折データを集め、計算機シミュレーションと組み合わせて構造解析を行った。具体的には、ポリ-p-フェニレンベンゾビスオキサゾールやポリ-p-フェニレンベンゾビスチアゾールのような世界最強の繊維を対象に、その構造解析を実行した。
(2)芳香族系剛直ポリマーについての情報を得るためのもう一つのアプローチとして、一連の芳香族系剛直ポリマーのモデル化合物を合成し、単結晶を得、詳細な構造解析を行った。合成のテクニック上、長さの異なるモデル化合物が混ざり込んでくる場合には、超臨界流体を利用したクロマトグラフによる分別を行った。具体的には、上で述べたポリ-p-フェニレンベンゾビスオキサゾールやポリ-p-フェニレンベンゾビスチアゾールのモデル化合物について構造解析に成功した。また、ポリ-m-フェニレンイソフタルアミドの様々のモデル化合物についても構造解析を行った。現在、計算機を用い、これらの化合物について振動スペクトルなどを測定し、構造および振動スペクトルのシミュレーションを通じて、相互作用パラメーターの評価を行っているところである。

研究成果

• [文献書誌] K.Tashiro et al.: "Microscopically-Viewed Stractural Change of Polyethylone・・・" Polym.J.(印刷中). (1998)
• [文献書誌] K.Tashiro et al.: "Development of a New Software for the Xray Structural Analysis・・・" J.Polym.Sci.,PartB : Polym.Phys. 35. 1667-1700 (1997)
• [文献書誌] M.Kobayashi, K.Tashiro: "Structural Change in the Ordering Processes of Macromolecular Compounds" ICOFTS proceedings. (印刷中).
• [文献書誌] K.Tashiro et al.: "Characteristic Vibrational Spectral Change Observed for the T-Conjugated Structure" Macromolecular. 30. 2956-2962 (1997)
• [文献書誌] K.Tashiro et al.: "Crystal Structural Change in Poly (3-alkyl thiophene) s induced by iodine・・・" Polymer. 12. 2867-2879 (1997)
• [文献書誌] 田代孝二: "合成高分子の結晶構造解析における最近の進歩" 日本結晶学会誌. 39. 168-178 (1997)
• [文献書誌] K.Tashiro et al.: "Macromolecular Design of Polymeric Materials" Marcel Dekker,Jnc., 874 (1997)
• [文献書誌] 田代孝二: "日経サイエンス(高分子結晶構造解析)" 日経サイエンス社, 124 (1997)