芳香族ポリエステルの構造—物性相関

抄録

芳香族ポリエステル poly(ethylene terephthalate) (PET), poly(ethylene-2,6-naphthalate) (PEN), poly(trimethylene terephthalate) (PTT)のコンホメーション解析を，モデル化合物，ethylene glycol dibenzoate (EGDB)と trimethylene glycol dibenzoate (TMGDB)の分子軌道法(MO)計算とポリマーの高精度回転異性状態(RIS)法の計算を組合せて行った．両モデル化合物の MO 計算は，¹H, ¹³C NMR 実験で求めた O-CH₂ と CH₂-CH₂ 結合の配座分率と電気複屈折測定で得られた分子 Kerr 定数と双極子モーメントの実験値を再現した．EGDB は C=O…H-C と C-O…H-C の引力的相互作用，静電相互作用，双極子-双極子相互作用を形成する．TMGDB ではさらに，中心の CH₂-CH₂-CH₂ 結合が続けて g⁺g^- コンホメーションをとるときに π-π 相互作用が芳香族環の間に働き，このコンホメーションをもつ屈曲した状態を著しく安定化する．これらの屈曲したコンホマーが TMGDB や PTT 特有の芳香族環の二量化による蛍光発光の源と考えられる．PET の高精度 RIS 法計算が与えた特性比は，融液の中性子散乱の実験値と一致した． RIS 法で求めた熱力学量から芳香族ポリエステルの融解・結晶化の特徴を考察した．