ポリイミド(PI)材料はその優れた性能により多くの分野で広く利用されている。材料は使用中に機械的損傷を避けられないため、自修復ポリイミド材料の設計と開発が非常に重要である。しかし、本質的な自修復PIは自己治癒性能と機械的性能の間に矛盾を抱えている。この問題に対して、本研究では水素結合の供与体/受容体を含む柔軟なアジピン酸ジヒドラジド(ADH)を三元共重合法で従来のポリイミドに導入し、優れた機械的性能と自己治癒特性を持つ熱可塑性ポリイミド(H-TPI)薄膜を得た。研究により、柔軟なADHが共重合後、隣接する分子鎖間に温度応答性のある水素結合ネットワークを形成できることが示された。一方で、H-TPIの機械的性能は著しく向上し、引張強度は111.7 MPaから130.5 MPaに増加した。もう一方で、高分子鎖の運動性が向上し、TPI薄膜に優れた自修復能を与え、260℃、15 MPaの条件下で5分間で効率的な自修復が可能であり、修復効率は84.6%に達した。同時にH-TPIは良好な溶解性と融解加工性も有している。本研究は高性能な自修復ポリイミド材料の設計・製造に新たな視点と手法を提供する。

柔軟性ヒドラジド;熱可塑性プラスチック;ポリイミド;自己修復