液晶性ブロック共重合体を用いた超高熱伝導性材料の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、両ポリマー成分側鎖に異なる液晶基を有するジブロック共重合体を合成し、薄膜形成と架橋による樹脂化により熱伝導性に優れたポリマー材料の開発を目的としている。昨年度の実験の結果研究の結果、メソゲンの剛直性の高いモノマーAから得られたポリマーAは、流動化温度が硬化温度に比べて高くなり均一に硬化反応が進まず、均一に硬化反応が進むことによって得られた樹脂の熱伝導率よりも低い熱伝導率を示すことが明らかとなった。そこで本年度は剛直性の高いモノマーAから得られたポリマーAを硬化するのに適した硬化剤や硬化条件を検討した。その結果、スルファニルファニルアミドが、他のジアミン系固化剤(DDMやPDA)よりも反応性が低く、高温での硬化反応に適していることが明らかになった。次に、得られた硬化樹脂の熱伝導率を測定した。その結果、薄膜の厚み方向に0.4W/m-Kと高い熱伝導性を示す樹脂が得られることがわかった。この値は汎用樹脂の約2倍の値であり、剛直性の高い側鎖基を有するポリマーと、反応性の低い硬化剤(スルファニルアミド)を組み合わせることが重要であることが明らかになった。続いて樹脂のさらなる高熱伝導化を目指すために、剛直性の高いメソゲンを側鎖基に有する別の種類のモノマーBを合成し、ポリマーAとのブロック共重合化を行った。重合における溶媒、反応時間、温度等の条件について最適化を鋭意検討した結果、数平均分子量が2～4万、分子量分布が1.3以下を示すブロック共重合体を得ることに成功した。続いて、得られたポリマーの溶液調製から薄膜を作製した後に、微小角入射小角および広角X線回折と原子間力顕微鏡観察によりモルフォロジー観察を行った。アニーリング条件の検討や、架橋剤の種類を最適化することにより、薄膜の厚み方向に0.4W/m・Kと高い熱伝導性を示す樹脂が得られることがわかった。