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高温・高圧印加によるナノ多孔性ポリイミドの凝集構造解明と物性制御

高温高压阐明纳米多孔聚酰亚胺的聚集结构和物理性能控制

基本信息

批准号：
16F16046
负责人：
安藤慎治
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

高分子主鎖の分子充填度（あるいは自由体積分率）および分子配向度は、微多孔質ポリマーの物理的特性、特にガス分離膜応用の重要なパラメータである。本研究では、固有微多孔(Intrinsic MIcroporosity)を有する数種のトレガース塩基（TB）に由来するポリイミド（PI）とポリイミド共重合体（co-PI）を合成し，それらの膜の分子充填率および分子配向度を光学的測定および面外熱拡散率から詳細に調査した。TB由来PI/co-PIは、波長1310nmにおいて低い平均屈折率（1.529～1.606）と低～中程度の複屈折（0.019～0.048）を示し、また極めて低い熱拡散率（6.2～8.5×10^-8 m2/s）を示した。膜内の自由体積分率（Vf）は，伝統的な密度測定ではなく，Lorentz-Lorenz方程式に基づき実測の屈折率と半経験的AM1計算から得られた分子分極率から推定した。TBベースPI/co-PI膜で評価されたVfは、0.192～0.218の範囲であり，従来の耐熱性ポリマーに比べ優位に大きく，さらに屈折率測定に基づく誘電率(ε)は2.90よりも小さく含フッ素ポリマーに近い。これらの優れた特性は，TB由来PI/co-PIの分子充填率および分子鎖の配向パラメータに基づいて説明することができ、TB由来PI/co-PIが将来の半導体用途および光学用途の新規機能材料として有望であることを示している。

Molecular filling degree of polymer main chain (free volume fraction), molecular alignment degree, physical characteristics of microporous material, special separation membrane application In this study, several kinds of intrinsic microporosity (TB) were synthesized, and the molecular filling ratio and molecular alignment of the films were measured optically and the out-of-plane thermal dispersion ratio was investigated in detail. TB is derived from PI/co-PI ratio, low to medium average refractive index (1.529~1.606) and low to medium complex refractive index (0.019~0.048) at wavelength 1310nm, and low to medium thermal dispersion (6.2~8.5×10^-8 m2/s). The free volume fraction (Vf) in the membrane is determined by the Lorentz-Lorenz equation, and the refractive index is calculated by the semi-refractive index. TB PI/co-PI films were evaluated in the range of 0.192~0.218. The heat resistance of the film was determined in the range of 0.192~0.218. The refractive index was determined in the range of 0.192~ 0.218. The basic inductance (ε) was determined in the range of 0.192 ~ 0.218. The advantages of TB include molecular filling ratio of PI/co-PI and molecular orientation of PI/co-PI.