2022 年度研究成果報告書

数珠玉構造デザインによる高熱伝導性透明樹脂の開拓

研究課題

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研究課題/領域番号	21K19003
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
研究機関	京都工芸繊維大学
研究代表者	中建介京都工芸繊維大学, 分子化学系, 教授 (70227718)
研究期間 (年度)	2021-07-09 – 2023-03-31
キーワード	かご型シルセスキオキサン / ポリウレア / ポリイミド / 低誘電率
研究成果の概要	既存の材料では達成不可能なトレードオフを解消した高熱伝導性透明樹脂を開拓することを目的としてアミノ基を2個有するかご型シルセスキオキサン（POSS）モノマーと種々のジイソシアナートとの重合により架橋部位の長さや極性を変化させたPOSS主鎖型ポリマーの合成を行いそれらの物性および特性評価を行った。その熱伝導率は0.25 W/m・K程度と必ずしも熱伝導性が向上するものではなかった。しかしながら、重合の進行に伴って、通常の低分子オイルゲル化剤と同程度の濃度でゲル化が進行することがわかったことや、一般的には高誘電材料であるポリウレアを低誘電率・低誘電正接化できることが示されるなどの成果が得られた。
自由記述の分野	高分子合成
研究成果の学術的意義や社会的意義	得られたフィルムの物性を評価したところ熱伝導率は高くても0.25 W/m・K程度と必ずしも熱伝導性が向上するものではなかった。しかしながら、フィルムの比誘電率および誘電正接の測定を行った結果、高分子の構造によっては比誘電率が3以下・誘電正接が0.01以下となるものがあり、一般的には高誘電材料であるポリウレアを低誘電率・低誘電正接化できることに成功した。このような特性は剛直で嵩高い疎水性ブロックであるDDSQと水素結合性官能基を含む架橋部位が数珠玉のように連なった構造に由来することを示す結果であり、既存の材料では達成不可能なトレードオフを解消した材料設計指針に寄与するものである。