高分子の熱安定性について

質問

とても基本的なことなのですが、高分子の熱安定性って何で決まるのでしょうか。例えば、高耐熱性の高分子としてポリイミドがあると聞いたのですが、なぜポリイミドは熱に安定なのでしょうか。化学構造を基に説明して頂けませんでしょうか。

さらに、その熱安定性を、理論計算によって求める（予測する）ことは可能でしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.2

nayamukun · ベストアンサー

・芳香環や複素環などの剛直な構造がパラ位でつながったもの
・自由体積が小さいもの
が一般的に耐熱性が高くなります。
スーパーエンプラと呼ばれるポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリアリレート(PAR)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリイミド(PI)の共通点は上の２つです。

耐熱性を予測するなら、まずはガラス転移温度を推算してみるのが手っ取り早いと思います。
物質研などでも研究されていると思いますが、市販ソフトもいくつかは出ていると思います。
例）http://www.molworks.com/ja/case/index.html
使ったことがないので、これ以上のコメントはできませんが。

目的は、既にあるスーパーエンプラを超えるエンプラの設計ですか？
工業的に実用性のある分子を設計できる余地はかなり少ないのでは。
無機材料とのハイブリッド化が最近の主流だと思います。

お礼

ありがとうございます。
とてもよさそうなフリーソフトですね。全然知りませんでした。
さっそくDLして試して見たいと思います。
本当にありがとうございました。

回答No.1

mojitto

理論計算は苦手なので回答はできませんが、構造からある程度「強そうだ」と判断することはできます。
基本的には共役構造や分子間力があればあるほど強度も増して、熱的にも安定します。
共役構造を持つとヒモから針金へ(ヒモ自体の強度が増す)
分子間力が合わさるとヒモから綱へ(より合わさって強くなる)
ポリイミドは例えて言うのなら、ぶっといスチールワイヤーですね。

あまり参考にならなくてすいません

お礼

ありがとうございます。
とてもよくイメージできました。
ぶっといスチールワイヤーですか。
もっと強いスチールがほしいです・・・