高透明性・耐熱性樹脂の開発と応用

セミナータイトル

更なる高機能化・高性能としての高附加価値開発のための講座！環境対応型樹脂として微生物で分解、高耐熱性、軽量化できる、将来性の高いポリフェノールを用いた耐熱樹脂の開発、および高透明性・耐熱樹脂開発に必要となる分子設計のヒントを修得し製品開発に活かそう！

高透明性・耐熱性樹脂の開発と応用

セミナー概要

【講座の内容】

【受講対象】

透明耐熱樹脂、環境配慮型耐熱性樹脂の研究開発に携わっておられる若手から中堅、企業の方々

接着剤、塗料、積層板、成形材料、注型材料、信頼性の高い電子部品材料、封止材料、注型材料、積層材料、レジスト、コンポジット（複合材料）関連部門

光導波路、高輝度ＬＥＤ照明のシーリング、レンズ等の工学材料、透明な基盤材料、半導体、LCD（液晶ディスプレイ）、青色発光性耐熱材料、エポキシ系塗料関連部門

【基礎知識】

一般教養レベルの化学　

高分子化学

【修得知識】

耐熱性高分子の分子設計指針、生分解性樹脂の分子設計指針、生体高分子の化学

透明耐熱材料の動向、分子設計について

【講師の言葉】

　スーパーエンジニアリングプラスチックの構成高分子である剛直な芳香族系分子鎖を、植物分子から合成することの重要性に気づき、研究を進めてきました。中でも、植物の細胞壁などの構造材料として活用されているポリフェノール系の芳香族系多官能性物質に注目し、その重合法の開発などを行ってきました。一般に耐熱性を向上させるためには、芳香環などの剛直な成分を導入する方法がとられます。たとえば、エンジニアリングプラスチック（エンプラ）とされるものは、その殆ど全てが芳香族系物質から作成されています。芳香族系物質はその構造が平面６角形の非常に変形しにくい安定な構造であるだけでなく、６個のπ電子を限られた空間の中に含んでいるため、π電子に関わる様々な分子間相互作用を誘発します。従って、分子鎖方向に直接張力がかかっても変形しにくく、剪断方向に力が加わっても、配列変化しにくいために、軟化温度、弾性率、力学強度の高い物質を与えます。この芳香環の密度を高く有する天然高分子として、リグニンがあげられます。この高分子はほとんどの植物の中に含まれる最も剛直な天然分子であり、その材料化に関する試みが古くからなされています。しかし、溶解性・加工性に乏しく、材料として利用するには困難です。かつ、構造が極端に複雑であり化学処理が難しく不純物も多く含まれます。このような状況の中で、リグニンの生合成前駆体であるポリフェノールに注目しました。ポリフェノールは生合成反応で得られる将来性の高い化学種であり、かつ、石油化学系手法からも得られる再生可能資源です。

　本講座では、高性能高分子の分子設計方法と一般的な重合方法を説明した後に、それらをポリフェノール類へ拡張し、環境に配慮した耐熱性樹脂の開発方法に関して詳解いたします。

　また近年透明耐熱高分子材料の重要性が益々認識されるようになってきました。

　しかしながら今のところ、実用的な透明耐熱材料は２２０℃とか２３０℃程度の中温領域のガラス転移温度を有するものであり、更に高温で使用可能な透明樹脂の研究開発が盛んに行われています。加工性を犠牲にすることなく、耐熱性を如何に高めるのか、更に複数の要求特性をどのようにして同時に達成するのかという難しい課題を解決するには、無機の材料等を用いてハイブリッド化するアプローチもありますが、本セミナーではむしろ分子設計に焦点を当てて樹脂そのものを高性能化・高機能化する方法について話題提供させていただこうと考えております。

　本セミナーを通じて御社における透明耐熱材料開発のヒントを得ていただけると幸いです。

【プログラム】

Ⅰ．環境に配慮した耐熱性樹脂の開発

　　１．縮合系高分子

　　　a．縮合系高分子の例

　　　　・ポリエステル

　　　　・ポリアミド

　　　　・その他の縮合系高分子

　　　b．重合方法

　　　c．利用例

　　　　・一般的な利用

　　　　・エンジニアリングプラスチック

　　２．生物代謝産物

　　　a．生体高分子

　　　　　・三大生体高分子

　　　　　・その他の生体高分子

　　　b．種々の低分子代謝物

　　　c．芳香族系代謝物

　　　d．代謝物の利用例

　　　e．代謝物とプラスチック

　　　　　・生分解性プラスチック

　　　　　・バイオマスプラスチック

　　３．環境適応型の耐熱性樹脂

　　　a．分子設計

　 　　　　・官能基の選択

　　　　 　・分子構造の選択

　　　b．重合方法

　　　ｃ．成形と物性

　　　d．分解性

　　　e．他の機能

　　　　　・光応答性

　　　　　・細胞適合性

　　　　　・接着性

Ⅱ．高透明性、耐熱性樹脂の開発と応用

　　１．透明耐熱樹脂の必要性

　　　a．耐熱性と同時に透明性も求められる理由

　　　b．様々な無着色透明ポリマー　

　　２．ポリイミドの着色の原理と透明化の方策

　　　a．製造条件による着色

　　　b．ポリイミドにおける電荷移動相互作用

　　　c．透明化のための分子設計と具体例　

　　３．高透明性・高靭性・可溶性ポリイミド

　　　a．高透明性、高靭性、溶液加工性を同時に有するポリイミドの必要性

　　　b．製造時の問題点

　　　c．高溶解性を実現するための方策

　　　d．具体的な検討例　

　　４．高靭性・高透明性・可溶性ポリベンゾオキサゾール

　　　a．製造条件による着色とそのメカニズム、透明化のための分子設計

　　　b．具体的な検討例　

　　５．溶液キャストにより低熱膨張を発現する透明ポリイミド

　　６．高透明性を有する感光性耐熱樹脂

　　　a．高弾性率ポジ型感光性樹脂

　　　b．ポリベンゾオキサゾールとポリイミドの利点を併せ持つポジ型感光性樹脂　

　　７．透明ポリイミドの屈折率制御と検討例　

　　８．プリンタブルな青色発光性耐熱材料　

　　９．透明耐熱樹脂の用途開発と将来予測