2002 Fiscal Year Annual Research Report
柔軟鎖を有する全芳香族高分子により形成される液晶及び結晶構造に関する研究
Project/Area Number |
02J06648
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
付 凱 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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Keywords | 液晶構造 / ネマチック相 / カラムナー相 / レイヤー相 |
Research Abstract |
柔軟側鎖を有する剛直主鎖型ポリエステルの液晶構造の研究を通じて、偏析と液晶構造の相関を体系的に明らかにする。BC-nポリエステルの液晶では、全芳香族主鎖が層状に凝集し、アルキル側鎖がその層間を占めるような特有の層状形態を取ることがわかっている。PBpT-OnポリエステルとBC-nポリエステルを比較すると、アルキルエステル側鎖がアルコキシ側鎖に変わるだけである。しかし、PBpT-Onは高温時にはネマチック相を形成するが、低温時には側鎖の長さにより二つの液晶形態を形成する。PBpT-Onでは側鎖が長い場合は(nは18以上)、BC-nポリエステルと同じような層状液晶を形成します。一方、側鎖が短くなると(nは12以下)、全芳香族主鎖が蜂の巣状に凝集し、アルキル側鎖がその蜂の巣状六方格子の両側を占めるような特有の構造を有する液晶を形成することが明らかになっている。この間は二つの液晶構造が混在している。アルキル側鎖を長くすることにより、層状液晶の比率は大きくなる。また、この二つの液晶構造は温度と分子量分布にも関係がある。温度を上げるとPBpT-Onはレイヤー相からヘキサゴナルカラムナー相へ変化する。これはレイヤー相熱力学上不安定であることを示している。分子量が大きくなると安定したヘキサゴナルカラムナー相が得られる。このPBpT-Onをアルキル側鎖の長さ、重合度を変えて合成し、その熱物性、液晶構造、結晶構造、ナノメータースケールの高次構造に関して、DSC、広角X線回折法、小角X線散乱法、透過型電子顕微鏡(TEM)、固体NMR法を用いて解析する。層状液晶、六方晶対称性を有するヘキサゴナル相の発現は、オングストローム単位とナノメーター単位の違いはあるが、ブロックポリマーのラメラ相とシリンダー相の関係に類似している。PBpT-Onの液晶研究を通じて、アルキル側鎖と芳香族主鎖の偏析をブロックポリマーの相分離と比較し、体系的な理論化を試みる。
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Research Products
(2 results)
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[Publications] Kai Fu, Nobuhiro Sekine, Masato Sone, Masatoshi Tokita, Junji Watanabe: "Rigid-Rod Polyesters with Flexible Side Chains IX.Phase Behavior Including Nematic, Layered, and Hexagonal Columnar Phases in Poly(p-biphenylene terephthalate)with Alkoxy Side Chains"Polymer Journal. Vol.34,No.4. 291-297 (2002)
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[Publications] M.Matsui, Y.Yamane, Y.Kimura, S.Kuroki, I.Ando, K.Fu, J.Watanabe: "Structure and Dynamics of Rodlike Polyester with Long n-alkyl Side Chains over a Wide Range of Temperature by solid state ^<13>C NMR"J.Mol.Structure. (in press). (2003)