新しい機能性共役系ポリマーの設計と特性に関する研究

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高い気体透過特性を有するポリマーの合成を目的とし、新規置換ポリアセチレンの合成および生成ポリマーの特性の検討を行い、以下に示す成果を得た。フッ素は電子が豊富な元素であるため、ポリアセチレン側鎖にフッ素を導入することでポリマー鎖間のパッキングが妨げられ、高気体透過性ポリマーが得られることが期待できる。一方のフェニル基にシリル基、そして他方にフッ素を有する種々のポリ(ジフェニルアセチレン)を合成し、その気体透過性をはじめとする特性について調べた。モノマーユニット内のフッ素数が増加するとポリマーの溶解性は悪くなり、熱安定性に関してはほとんど変化は見られず、いずれも分解開始温度が400℃程度の高い熱安定性を有していることがわかった。フッ素含有ポリ(ジフェニルアセチレン)の気体透過性は非常に高く、その透過係数はフッ素を含有しないポリ(ジフェニルアセチレン)の2倍以上の値を示すことを見出した。フッ素含有ポリ(ジフェニルアセチレン)膜は高い酸素透過性、高い熱安定性、高強度など優れた特性を示すことから酸素富化膜材料として期待される。フッ素以外のハロゲンを導入した場合においても、同様に高気体透過性ポリマーが得られるかを調べるため、ハロゲンおよび比較としてメチル基を含有するポリ(ジフェニルアセチレン)を合成し、その気体透過性について調べた。いずれのポリマーも種々の有機溶媒に可溶であり、高い熱安定性を示した。塩素や臭素含有ポリマー膜の自由体積率および気体透過性はメチル基含有ポリマーのそれに比べて明らかに大きく、特に塩素含有ポリ(ジフェニルアセチレン)膜の気体透過性は非常に高く、メチル基含有ポリ(ジフェニルアセチレン)の4倍程度の値を有することを見出した。