ポリアリレンエーテルニトリルおよびポリフェニレンスルホンコポリマーの合成と特性

科学分野:

• 高分子化学; 材料科学

背景:

• ポリフェニレンスルホン（PPSU）およびポリアリレンエーテルニトリル（PEN）は高性能ポリマーである。コポリマーは、ポリマー骨格を組み合わせることにより、調整可能な特性を提供する。

研究 の 目的:

• 求核的縮合重合により、PPSUおよびPENの新規コポリマーを合成する。得られたコポリマーの構造、熱的特性、機械的特性を調査する。2,6-ジフルオロベンゾニトリル（DFBN）含有量がコポリマー特性に与える影響を決定する。

主な方法:

• 2,6-ジフルオロベンゾニトリル（DFBN）、4,4'-ジヒドロキシビフェニル、および4,4'-ジクロロジフェニルスルホンを用いた求核的縮合重合。赤外（IR）分光法による構造確認。示差走査熱量測定（DSC）および熱重量分析（TGA）を用いた熱分析。機械的特性評価（弾性率、曲げ強度、引張強度、耐衝撃強度）。

主要な成果:

• コポリマーは首尾よく合成され、特性評価された。熱安定性およびガラス転移温度は、コポリマー組成にほとんど依存しなかった。DFBN含有量（>75%）の増加は、357℃に融解ピークをもたらし、結晶性が高く、溶解性が低いことを示した。弾性率、曲げ強度、引張強度は、DFBN含有量が高いほど増加した。DFBNセグメントの添加により、耐衝撃強度が低下した。

結論:

• 合成されたコポリマーは、調整可能な機械的特性を示す。DFBNの組み込みは、剛性と強度を高めるが、靭性を犠牲にする。本研究は、PPSU-PENコポリマーの構造-特性関係に関する洞察を提供する。