ポリイミンは、炭素原子と窒素原子の間の二重結合を特徴とするイミン基を含むポリマー材料として分類されます。 [1]ポリイミンという用語は、共有結合性有機構造体(COF)にも時々見られます。(古い)文献では、ポリイミンはポリ(アゾメチン)またはポリシフと呼ばれることもあります。
合成
ポリイミンは、アルデヒドと(第一)アミンとの縮合反応によって合成されます。[2]この反応では、副産物として水も生成されます。多くの場合、合成は室温で行うことができますが、材料を完全に硬化させて残留水を除去するために、わずかに高い温度で乾燥させたり、真空中で乾燥させたりすることができます。

アプリケーション
ポリイミンの用途の1つは、共有結合適応ネットワーク(CAN)です。これらは、動的共有結合を介して架橋されたポリマー材料です。ポリイミンの他に、他のタイプの動的共有結合化学も使用できます。[3] ポリイミンCANは、リサイクル可能で自己修復性のある熱硬化性材料を作成するために主に研究されていますが、[4]より高性能な複合材料にも使用できます。[5]
難燃剤
イミンはフリーラジカル消去特性があるため、[6]難燃性材料に使用するのに適しています。さらに、リン種を組み込んださまざまなポリイミン材料も研究されています。これらの材料は、これまで使用されていたハロゲン化ポリマーよりも持続可能で害の少ない代替品となります。
感覚デバイス
ポリイミンの動的特性により、ポリイミンはセンサーデバイスとして使用できます。その一例は、アミン化合物の感知です。ポリイミン材料は、(小さな)モノアミン分子の浸透を可能にするように構築されています。[7]これらのアミンは、ポリイミンネットワークと結合交換反応を実行し、その結果、架橋密度を低下させることができます。その結果、材料は軟化したり、液化したりします。材料特性の変化は、アミンの存在の「読み取り」を提供します。
電子皮膚
ポリイミンは、電子スキン(e-skin)の製造への利用が研究されてきた。[8]この研究で、ポリイミンネットワークに導電性銀ナノ粒子がドープされた。ポリイミンネットワークの可鍛性により、e-skinは過度の界面応力を発生させることなく、複雑または凹凸のある表面に適合することができる。
バイオベースポリイミン
アルデヒドとアミンは天然に豊富に存在するため、バイオベースのポリイミンを合成するための様々な研究が行われてきました。[9]アルデヒドの一般的な供給源には、リグニンから得られるバニリンや、フルクトースから得られる2,5-フランジカルボキシアルデヒド(FDC)などがあります。[10]
他のポリマー中のイミン
アルデヒドとアミンからの縮合反応によって直接生成されるポリイミンポリマーとは別に、他の既存のポリマー材料にイミンを組み込むことも可能である。例えば、イミンはリサイクル可能なエポキシベースの熱硬化性樹脂[11]やポリエステル[12]に組み込まれている。
参照
- イミネ
- ポリイミド
- ポリアミド
- ビトリマー
- 共有結合適応ネットワーク(CAN)
参考文献
- ^ 末松 功; 中村 功; 武田 淳 (1983). 「ポリイミン、C=N二重結合含有ポリマー:合成と特性」.ポリマージャーナル. 15 : 71–79. doi : 10.1295/polymj.15.71 .
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