化学反応法による炭素前駆体の合成と新相の探索

多孔性炭素化フィルムを作成することを目的とした。まず、ポリイミド前駆体とポリウレタンプレポリマーの反応でポリ(ウレタン-イミド)フィルムを作成した。そのフィルムを400℃で熱処理することにより、相分離しているウレタン部位だけを選択的に熱分解し、多孔性のポリイミドフィルムを作成した。さらに900℃で熱処理することにより、多孔性の炭素化フィルムを作成した。ウレタンの一成分として芳香族のジイソシアナートである2,4-トリレンジイソシアナートを用いると、細孔の大きさはウレタン成分とイミド成分の比を変えてもほとんど変化せず、細孔の数が変化していった。一方、ウレタンの一成分として脂肪族のジイソシアナートであるヘキサメチレンジイソシアナートを用いると、ウレタン成分とイミド成分の比によって細孔の大きさが大きく変化することがわかった。以上から、ウレタン成分とイミド成分の化学構造やその比率を選択することによって、多孔性フィルムの細孔の大きさや数が制御可能であることがわかった。なお、ポリイミドフィルム中での細孔分布と炭素化フィルム中での細孔分布はほとんど同じであり、ポリイミドフィルム中の細孔構造がそのまま保持されて炭素化していることがわかった。また、芳香族ポリアミドの芳香環に金属を配位させた高分子を合成し、そのフィルムの炭素化挙動を検討した。その結果、金属の導入により、炭素化が促進されることがX-線回折の測定からわかった。炭素化フィルムの電気伝導度も金属配位子の導入により高くなることがわかった。

多孔性炭素化フィルムを作成することを目的とした。まず、ポリイミド前駆体とポリウレタンプレポリマーの反応でポリ(ウレタン-イミド)フィルムを作成した。そのフィルムを400℃で熱処理することにより、相分離しているウレタン部位だけを選択的に熱分解し、多孔性のポリイミドフィルムを作成した。さらに900℃で熱処理することにより、多孔性の炭素化フィルムを作成した。ウレタンの一成分として芳香族のジイソシアナートである2,4-トリレンジイソシアナートを用いると、細孔の大きさはウレタン成分とイミド成分の比を変えてもほとんど変化せず、細孔の数が変化していった。一方、ウレタンの一成分として脂肪族のジイソシアナートであるヘキサメチレンジイソシアナートを用いると、ウレタン成分とイミド成分の比によって細孔の大きさが大きく変化することがわかった。以上から、ウレタン成分とイミド成分の化学構造やその比率を選択することによって、多孔性フィルムの細孔の大きさや数が制御可能であることがわかった。なお、ポリイミドフィルム中での細孔分布と炭素化フィルム中での細孔分布はほとんど同じであり、ポリイミドフィルム中の細孔構造がそのまま保持されて炭素化していることがわかった。また、芳香族ポリアミドの芳香環に金属を配位させた高分子を合成し、そのフィルムの炭素化挙動を検討した。その結果、金属の導入により、炭素化が促進されることがX-線回折の測定からわかった。炭素化フィルムの電気伝導度も金属配位子の導入により高くなることがわかった。