シルセスキオキサンの構造制御による透明性、耐熱性向上技術

第1部 かご型シルセスキオキサン (POSS) による 分子フィラーの設計指針と樹脂の屈折率制御

(2017年4月27日 10:00〜11:20)

1. POSSの合成および同定法
   1. 八置換アルキル・アミノPOSSの合成
   2. 同定法
2. 樹脂の剛直性・耐熱性向上のための分子フィラーへの応用
   1. これまでの研究紹介～ハイブリッド化との比較
   2. 高分子の耐熱・機械的特性向上
      1. PS,PMMAの熱的・機械的特性の変化
      2. DSC,TGA,動的粘弾性による測定
   3. 応用:高分子の屈折率制御
   4. 樹脂の低屈折率化と機械的特性の両立
      1. 低屈折率高分子の背景
      2. 低屈折率材料の課題
      3. POSSによる樹脂の耐熱性・機械的特性向上
      4. 低屈折率化のためのPOSSフィラー開発
      5. 低屈折率化と機械的特性向上の両立のためのフィラー設計
   5. 樹脂の高屈折率化と安定性向上
      1. 高屈折材料の産業的意義
      2. 高屈折率を示す高分子
      3. 硫黄含有高分子 複合材料
      4. 高屈折率材料開発における課題
      5. 高屈折率・高アッベ数のための理論的背景
      6. 硫黄含有有機-無機ハイブリッドの開発
• 質疑応答

第2部 シルセスキオキサンの構造と 光学特性を活かした応用技術

(2017年4月27日 11:30〜12:50)

1. 有機無機ハイブリッドの概説
   1. 有機無機ハイブリッドの特徴と作製方法
   2. ゾル-ゲル法の問題点と解決策
2. シリカナノ粒子を用いた有機無機ハイブリッド
   1. 有機溶媒分散シリカナノ粒子
   2. ポリシラン-シリカナノ粒子ハイブリッド
   3. ナノポーラス構造と低屈折率薄膜
   4. 反射防止膜への応用
3. ジルコニアナノ粒子を用いた有機無機ハイブリッド
   1. 粉砕型ジルコニアナノ粒子の分散
   2. アクリレート-ジルコニアナノ粒子ハイブリッドの光学特性
4. 光架橋性シルセスキオキサンを用いた有機無機ハイブリッド
   1. シルセスキオキサンの構造と特徴
   2. 光架橋性シルセスキオキサンのハイブリッド材料への可能性
   3. 光カチオン重合による高屈折率有機無機ハイブリッド
   4. エン-チオール反応による高屈折率有機無機ハイブリッド
• 質疑応答

第3部 スピロシロキサンと拡張型シルセスキオキサンの合成、構造、および物性

(2017年4月27日 13:30〜14:50)

　本講演では、シルセスキオキサンをはじめとする多環式シロキサンについて、グラフ理論に基づいた分子構造分類をもとに、精密合成法、詳細な分子構造上の特徴、および諸物性について俯瞰する。 　具体的には、種々のかご状シルセスキオキサン、シルセスキオキサンの一部にシロキサン鎖を含んだ拡張型シルセスキオキサン、ダブルデッカー型シルセスキオキサン、ラダー型シルセスキオキサン、および一連のスピロシロキサンなどについて、演者の研究に基づく所望の分子系の多段合成法、結晶構造解析をもとにした構造上の特徴、および熱的特性を中心に取り扱う。 　また、関連する有機ケイ素化合物の合成反応や官能基変換反応、およびシラノール類の新規合成法についても併せて扱う。

1. 多環状シロキサン
   1. グラフ理論に基づく構造分類
   2. トポロジー的な新規構造可能性
2. シルセスキオキサンの合成と構造
   1. シルセスキオキサンの構造分類と特徴
   2. シルセスキオキサンの合成
   3. かご状シルセスキオキサン
   4. 不完全縮合型シルセスキオキサン
   5. 拡張かご状シルセスキオキサン
   6. ダブルデッカーシルセスキオキサン
   7. ラダー型シルセスキオキサン
   8. シルセスキオキサンの構造と熱物性
3. スピロシロキサン
   1. 直線状スピロシロキサンの合成
   2. 折れ曲がり型スピロシロキサンの合成
   3. 分岐型スピロシロキサンの合成
   4. プロペラシロキサンと分岐ラダーシロキサン
   5. 高分子量スピロシロキサンの合成
   6. スピロシロキサンの構造
   7. スピロシロキサンの熱物性
• 質疑応答

第4部 かご型シルセスキオキサンを主鎖に持つシロキサン系ポリマーによる樹脂の透明性と耐熱性向上

(2017年4月27日 15:00〜16:20)

　かご型シルセスキオキサンを短いシロキサン鎖で交互につないだネックレス型ポリマーにおける合成と物性制御について紹介する。 　このポリマーは、高い透明性、柔軟性、耐熱性 (400度以上) 、低線膨張性といった特性を有する熱可塑性ないしは熱硬化性のポリマーである。 　基本的にアモルファスポリマーであり、その一次構造を多様に制御することが可能であり、構造と機能・特性の相関性が詳細に調べられてきた。

1. 現代の材料科学における設計指針 ナノを意識した有機材料の構造制御
   1. 有機・無機ハイブリッドにおける構造の考え方
      1. 有機無機ハイブリッド材料の発展
      2. フィラーの分散性の制御 熱力学的制御と速度論的制御
      3. マクロフィラーから、ナノフィラーへ
   2. ナノ (分子) →メソ→マクロ (材料) スケールまで、 階層的構造の制御
      1. 合成・構造・特性の相関性
   3. 自己組織化 神の見えざる手
      1. 相分離とパーコレーション
2. 熱可塑性かご型シルセスキオキサンを主鎖に持つシロキサン系ポリマー
   1. ハイブリッド材料におけるネックレス型ポリマーの位置づけ
   2. 熱可塑性ポリマーのデザインと合成
      1. ネックレス型ポリマーの構造デザイン
      2. 合成:重合反応
         • 多段階縮合法
         • 開環平衡重合法
   3. 解析:平均分子量測定とNMRを用いた構造解析
      1. かご鎖交互構造における3つのアレンジメント
3. 熱硬化型かご型シルセスキオキサンを主鎖に持つネットワークポリマー
   1. マクロマーの架橋反応
   2. 基本特性
4. 熱特性 構造と機能の相関
   1. フィルム特性
   2. ガラス転移温度
   3. 熱分解温度
   4. 線膨張性
   5. ネックレスポリマーにおける構造と機能の相関
5. 最後に
• 質疑応答