新しい形態のポリイミドの合成とその機能

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08555232
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山下 俊 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (70210416)
• 研究分担者: 三輪 嵩夫 日立製作所, 日立研究所, 主任研究員
• キーワード: ポリイミド / ゲル / 蛍光 / 架橋

研究概要

1)ポリイミドゲル作成の条件検討
ゲル状態のポリイミドを得る方法として、ゲル状ポリアミド酸およびゲル状ポリイミドの合成条件を検討した。ポリアミド酸は、適当な条件のもとで自発的にゲル化し、いわゆる物理ゲルを形成する。物理ゲル形成は、ポリアミド酸の主鎖構造、溶媒、および粘度に依存し、剛直な構造になると、他の添加物などを加えることなくゲル化がおこることが分かった。次に、ポリアミド酸を架橋させることによるゲル化条件を検討した。ゲル化剤としてイソシアネートを用いると、カルボン酸間でアミド化架橋を行うことが分かった。架橋によるゲル化は、イソシアネートの種類に依存し、長鎖脂肪族イソシネートを用いるとゲル化が促進されることがわかった。
2)ポリイミドゲルの物性
ゲル状ポリイミド誘導体の溶媒組成の変化による体積変化挙動を検討したところ、水-NMP混合溶媒の組成変化に伴い膨潤-収縮相転移を起こすことを観測した。体積変化は、溶媒を選択することにより、不連続、あるいは連続的変化をおこすように制御できることがわかった。この溶媒とゲルの相互作用は、有機溶媒系では主に溶媒の誘電率の効果であるが、水系の場合には、水素結合の組み替えが支配的であることが示唆された。
3)蛍光挙動
上記の基礎的な知見に基づき、ゲル状ポリイミドおよびその誘導体の膨潤収縮にともなう蛍光挙動の変化を測定した。発光挙動は剛直高分子鎖ゲルの高分子鎖の分子間・分子内相互作用、局所的な極性の変化、鎖の運動性などのムクロ環境の影響をうけ、変化した。ゲル構造をポリイミドに導入すると、鎖状ポリイミドに比べ蛍光の失活が少ないことがわかった。また、ゲルを経て作製したポリイミドは通常の方法で作製したポリイミドにくらべて吸光度が低下した。これは、ポリマーの誘電率が低減したことを反映しているものと思われ、とくに超高速エレクトロニクスへの応用に有用であることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] H.Yu, T.Yamashita, and K.Horie: "Synthesis and Chemically Amplified Photo-Cross-Linking Reaction of a Polymide Containing an Epoxy Group" Macromolecules. 29(4). 1144-1150 (1996)
• [文献書誌] 伊藤, 氏平, 浅野, 山下: "アクリルアミド系ゲルの温度、メタノール/水による体積相転移の自由体積パラメータ変化-陽電子消滅寿命測定、蛍光プローブの蛍光異方性比測定、および回転拡散運動測定で得られた結果の比較" 高分子論文集. 53(6). 366-374 (1996)
• [文献書誌] H.W.Huang, K.Horie, T.Yamashita, S.Machida, M.Sone, M.Tokita, J.Watanabe, Y.Yamada: "Fluor escence Study on Inter molecular Interacion Between Mesogenic Bipheyl Moieties of a Thermotropic Liquid-Crystalline Plyester (PB-10)" Macromolecules. 29(10). 3485-3490 (1996)
• [文献書誌] H.S.Yu, T.Yamashita, K.Horie: "Influence of a Photo-acid Gener at or on Photor eactivity of a Photosensitive Polyimide Containing Epoxy Groups" Polym.J.28(8). 703-707 (1996)
• [文献書誌] H.Takahashi, K.Horie, T.Yamashita, M.Sone, J.Watanabe: "Fluor escence Study on a Ther motropic Liquid Crystal : Bis (p-hexyloxyphenyl) terephthalate" Liquid Crystals. 21(4). 505-510 (1996)
• [文献書誌] H.Takahashi, K.Horie, T.Yamashita, S.Machida, D.T.B.Hannah, D.C.Sherrineton: "Fluor escence Study of the Microstructure of a Lyotropic Liquid Crystalline Polyester Substituted with Sulfonate and Nitro Groups" Macromol.Chem.Phys.197(9). 2703-2712 (1996)
• [文献書誌] T.Yamashita, K.A.Nelson: "Femtosecond Transient Absorption of Polymides and their Precursore" Chem Phys.Lett.
• [文献書誌] T.Yamashita: "Machanical Properties of a Polyimide Gels with ISTS Measurement" Mocromolecules,.
• [文献書誌] K.Ito, Y.Ujihira, T.Yamashita, K.Horie: "Study of Hydrogel by means of Positron Annihilation Lifetime Measurement [II] Volume Phase Transition of Poly (N-isopropylacrylamide) Gel Induced in Methanol/Water Mixed Solven" Macromolecules,.
• [文献書誌] Miwa, Y.Okabe, Y.Maekawa, T.Ueno, G.Rames-Langrade: "Alkali-developbable posotive-photosensitive polymide based on diazonaphthoquinone sennsitizer" 6th SPSJ International plymer Conference,The Society of Polymer Science,Japan,Kusatsu Japan,. 20-24 (1998)
• [文献書誌] T.Miwa, Y.Okabe, M.Ishida: "Effect of Precursor Structure and imidization process on thermal expansion coefficient of polyimide (BPDA/PDA)" Polymer. 38. 4945 (1997)
• [文献書誌] T.Miwa, Y.Okabe, M.Ishida, M.Hasegawa, T.Matano, Y.Shindo, T.sugimura: "Solution Properties and Imidization reaction of Polymide Precursors : Polyamide Acid, Polyamide Acid ester and Polyamide Acid Salt" Polyimides : Trends in Materials and Application. 231 (1996)
• [文献書誌] A.Watanabe, M.Fujitsuka, O.Ito, T.Miwa: "Soluble Three-Dimensional Polysilanes with Organosilicon Nanocluster Structure" Jpn.J.Apple.Phys.,. 36. 36 (1997)
• [文献書誌] Y.Tsurutani, T.Yamashita, K.Horie: "Photoinversion Reaction of a Pyrenyl Substituted Sulfoxide in Solution and in Polymer Matrix" Polymer J.30. 11-16 (1998)
• [文献書誌] H.L.L_1, Y.Ujihira, T.Yoshino, T.Tanaka, K.Yoshii, T.: "Free Volumes and Their Distribution in Crosslinked Polysiloxahes Probed by Positron Annihibilation Lifetime Technique" Polymer.
• [文献書誌] M.Sone, T.Wada, B.R.Harkness, J.Watanabe, H.Takahashi, H.W.Huang, T.Yamashita, K.Horie: "Rigid-rod Plyesters with Flexible Side Chains Based on 1,4-Dialkylesters of Pyromellitic Acid and 4,4'-Biphenol.7.Charge Transfer Complex Formation in Layered Mesophase Analyzed with Variable Lemperature Fluo scence Spectroscopy" Macromolecules,.
• [文献書誌] K.Ito, Y.Ujihira, T.Yamashita, K.Horie: "Study of Hydro Gel by means of Positron Annihilation Lifetime Measurement [I] Volume Phese Transition of Poly (N-isopropylacrylamide) Gel Induced by Temperature" Macromolecules,.
• [文献書誌] T.Kino, S.Machida, T.Yamashita, K.Horie, S.Yusa, Y.Morishima: "Microenvironments around Tetraphenylporphine Group in Unimacromolecular Micelles Probed by Photochemical Hole Burning" Macromolecules.
• [文献書誌] S.A.Lee, T.Yamashita, K.Horie: "Photoconductivity of a Polyimide with an Alicyclic Diamine ; Charge Carrier Photogeneration in the Mixed Layer Packing Arrangement" J.Polym.Sci : part B : Polym Phys.
• [文献書誌] S.A.Lee, T.Yamashita, K.Horie: "Photoconductivity of Aliphatic Polyimide" J.Photopolymer Sci.Tech.9(2). 355-362 (1996)
• [文献書誌] Y.Tomoyose, D.-L.Jiang, T.Aida, H.Horie, T.Yamashita, Y.Olamoto, E.Yashima: "Aryl Ether Dendrimers with an Interio Metalloporphyrin Functionality as a Spectroscopic Probe : Interpenetrating Interaction with Dendritic Imidazoles." Macromolecules. 29. 5236-5238 (1996)
• [文献書誌] S.Nishiyama, S.Machida, T.Yamashita, K.Horie: "Persistent Spectral Hole Burning of Resazur in Sodium Salt in Glassy Polymer Matrices" Chem.Lett.1996. 1015-1016 (1996)
• [文献書誌] S.Tanaka, S.Machida, T.Yamashita. K.Horie: "Low-Temperature Strucural Relaxation in Poly (alky methacrylate) s and Related Polymers Probed by Photochemical Hole Burning" Macromol.Chem.Phys.197. 4095-4103 (1996)
• [文献書誌] 森野 慎也, 木下 耕一, 山下 俊, 堀江 一之: "有機光導波材料の光学物性の評価" 東京大学工学部総合試験所年報. 55. 121-125 (1996)
• [文献書誌] K.Itoh, Y.Ujihira, T.Yamashita, K.Horie: "Positron Annihilation Lifetime Studies of the Volume Phase Transition of Polyacrylamides" J.Radioanal.Nuclear.Chem.210(2). 505-511 (1996)
• [文献書誌] H.L.Li, Y.Ujihira, S.Tanaka, T.Yamashita, K.Horie: "Variation of Free Volume Parameters of Polyalkylmethacrylate Derivatives in the Range from 15 to 300K Probed by Positron Annihilation" J.Radioanal.Nuclear.Chem.210(2). 543-553 (1996)
• [文献書誌] Yasunari Maekawa, Takao Miwa, Takashi Yamashita: "Solution Properties of Polyamic Acids and their Amine Salts" Reactive Polymers. 30. 71-73 (1996)
• [文献書誌] S.A.Lee, T.Yamashita, K.Horie, T.Kozawa: "Transient Absorption Spectra of Photoconductive Polymides and Their Model Compound by Picosecond Pulse Radiolysis" J.Phys.Chem.B101. 4520-4524 (1997)
• [文献書誌] 李 洪玲, 氏平祐輔, 田中聡美, 山下俊, 堀江一之: "ポリメタクル酸アルキルの低温分子運動緩和の陽電子消滅寿命から求めた自由体積による観察" 高分子論文集. 54. 391-400 (1997)
• [文献書誌] S.A.Lee, T.Yamashita, K.Horie: "Photoconductivity of a Polymide with an Alicyclic Diamine Doped with N,N,N',N'-Tetramethyl-p-phenylenediamine (TMPD)" Polym.J.29. 752-758 (1997)
• [文献書誌] S.Tsuneda, T.Endo, K.Saito, K.Sugita, K.Horie, T.Yamashita, T.Sugo: "Local Mobility of Polymer Chain Grafted onto Polyethylene Monitored by Fluorescence Depolarization" Chem.Phys.Lett. 275. 200-210 (1997)
• [文献書誌] T.Yamashita, K.Horie: "proceedings of China-Japan Bir at er al Symposium on Polymer Materials Scinecne" Caiyuan Pan,T.Uryu Eds.,Press of University of Scieicne and Technology of China, 260 (1996)