出版社内容情報
★有機ケイ素材料の基礎・合成・応用開発の最前線を網羅！
★Kent大学Jones博士をはじめ、国内の第一線研究者による著作！
刊行のねらい
２０世紀後半から２１世紀のかけてわが国の有機ケイ素化学およびケイ素材料科学は目を見張るような進歩を遂げた。現在，大学および各研究機関での有機ケイ素化学研究は，質・量ともに世界をリードしている。それを受けてわが国では２回にわたって国際有機ケイ素化学会議が開催された。国内学会としても「有機ケイ素関連材料化学協会」が組織され，さらにそれが発展的に「ケイ素化学協会」となって毎年研究発表会を開催している。米国のOrganosilicon Symposium ，ヨーロッパの European Silicon Daysと並んで世界の３極を形成しているが，わが国のレベルの高さは異口同音に世界的に認められているところである。
1991年（平成３年）に通産省（当時の）の10年プロジェクトとして「ケイ素系高分子材料」が発足した。これにより産業界でも有機ケイ素化学研究が盛んになり，多くの優れた研究成果が報告された。
このプロジェクトに先立ち，「有機ケイ素ポリマーの合成と応用」（櫻井英樹監修：シーエムシー，1989年）が発刊された。これは産学の第一線の研究者16名による力作で，当時世界的にも類書がなく好意的に受け入れられた。さらに，プロジェクトが５年経過した時にその間の進歩を概観した「有機ケイ素ポリマーの最新技術」（櫻井英樹監修：シーエムシー，1996年）が発刊された。
「ケイ素系高分子材料」プロジェクトも大いなる成果を挙げて本年で終了した。プロジェクトに参加したメンバーはそれぞれ成果報告書を提出したのであるが，これは一般的に必ずしも目に触れやすいものではない。そこで，その内容を改めて解説して頂くとともに，学会の応援も得て本書を企画した。現代の有機ケイ素材料科学が余すところなく述べられているものと思う。
本書監修にあたって，お忙しい中を快く執筆に応じられた執筆者各位に感謝したい。また，本書完成にあたってはシーエムシー社の江幡雅之氏の努力と熱意によるところが大きい。ここに記して感謝したい。
2001年９月 東京理科大学 理工学部 櫻井 英樹
執筆者一覧（執筆順）
櫻井 英樹 東京理科大学 理工学部 工業化学科 教授
本堀 雷太 東京理科大学 理工学部 工業化学科
三治 敬信 東京理科大学 理工学部 工業化学科 助手
吉田 勝 産業技術総合研究所 物質プロセス研究部門 主任研究員
山口 茂弘 京都大学 化学研究所 助手
玉尾 皓平 京都大学 化学研究所 教授
Richard G.Jones University of Kent Centre for Materials Research School of Physical Sciences
長山 智男 大阪大学大学院 工学研究科 物質・生命工学専攻 助手
横山 正明 大阪大学大学院 工学研究科 物質・生命工学専攻 教授
畠中 康夫 産業技術総合研究所 グリーンプロセス研究ラボ 主任研究員
田中 正人 産業技術総合研究所 グリーンプロセス研究ラボ ラボ長
奥本 肇 産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 主任研究員
南 信次 産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 副部門長
藤木 道也 NTT物性科学基礎研究所 機能物質科学研究部 主幹研究員
中島 寛 NTT物性科学基礎研究所 機能物質科学研究部 研究員
Julian R.Koe 国際基督教大学 理学部 化学科 助教授
久新荘一郎 群馬大学 工学部 応用化学科 助教授
海野 雅史 群馬大学 工学部 応用化学科 助手
松本 英之 群馬大学 工学部 応用化学科 教授
今井 高史 ＧＥ東芝シリコーン（株） 技術研究所 技師長
福島 基夫 信越化学工業（株） シリコーン電子材料技術研究所 第一部 主席研究員
沖田 晃一 （財）化学技術戦略推進機構 研究開発事業部 副事業部長
柿本 正也 住友電気工業（株） 大阪研究所 主査
伊藤 正義 国立福島工業高等専門学校 物質工学科 教授
石川 淳一 三井化学（株） マテリアルサイエンス研究所 研究員
一谷 基邦 積水化学工業（株） 水無瀬研究所
津村 学 鐘淵化学工業（株） 機能性材料ＲＤセンター 機能性材料研究所
村上 正志 ダウ コーニング アジア（株） 研究センター 主席研究員
構成および内容
【基礎編】
第１章 ポリシラン化学の最近の進歩－立体規則性ポリシランの合成について－
櫻井英樹，本堀雷太，三治敬信
１．はじめに ………………………………………………………… 3
２．マスクしたジシレンの立体特異的アニオン重合の可能性 ……… 4
３．マスクした（1-ジブチルアミノ-1,2,2-トリメチルジシレン） ……… 6
４．ポリ（1-ジブチルアミノ-1,2,2-トリメチルジシレン）のNMR による連子構造の解析 … 7
５．対カチオンによるタクティシティの変化 …………………………… 9
６．開始剤ににるタクティシティの変化 …………………………… 11
７．温度によるタクティシティの変化 ……………………………… 11
８．反応機構 ……………………………………………………… 12
９．おわりに
第２章 国外の有機ケイ素材料科学における最近の進歩 吉田 勝
１．はじめに ………………………………………………………… 15
２．最近の進歩から ………………………………………………… 15
２．１ ポリシランの化学 ……………………………………15
２．２ その他の有機ケイ素高分子の化学 …………………21
３．まとめ …………………………………………………………… 26
第３章 ケイ素を含むπ電子系：シロール化合物の合成と光物性 山口茂弘，玉尾皓平
１．はじめに ………………………………………………………… 30
２．シロールの電子構造 …………………………………………… 30
３．シロール環合成法 ……………………………………………… 32
４．ポリ（2,5-シロール）の合成と光物性 …………………………… 36
５．オリゴ（1,1-シロール）およびポリ（1,1-シロール）の合成 …… 38
６．シロール－アレーン交互共重合体 …………………………… 42
７．2,5-ジアリールシロールの合成と有機ＥＬ素子への応用 …… 42
８．おわりに ………………………………………………………… 45
第４章 ポリシランを基盤としたナノ構造体 三治敬信
１．はじめに ………………………………………………………… 50
２．ポリシランブロック共重合体のナノ組織化とその機能 ………… 52
２．１ ポリシランとポリ（メタクリル酸）ブロック共重合体の合成とミセル化 …52
２．２ シェル架橋型ポリシランミセル ……………………52
２．３ シェル架橋型ポリシランミセルの機能 ……………57
２．４ シェル架橋型ポリシランミセルをテンプレートとしたナノ中空粒子の作製 …58
３．おわりに …………………………………………………61
第５章 THE OPTIMISED LOW-TEMPERATURE WURTZ- TYPE SYNTHESIS AND SUBSEQUENT MODI- FICATION OF
POLYSILANES
RICHARD G.JONES
Introduction ………………………………………………………………… 64
１．Synthesis of Polysilanes by the Wurtz Reductive-Coupling Reaction … 65
１．１ BACKGROUND ………………………………………65
１．２ EXPERIMENTAL ……………………………………66
１．３ MECHANISTIC CONSIDERATIONS …………………70
１．４ CONCLUSION ………………………………………80
２．Syntheses of Polysilane-Carbon Chain Copolymers …………… 80
２．１ INTRODUCTION ………………………………………80
２．２ GRAFT COPOLYMERS ………………………………81
２．３ BLOCK COPOLYMERS BY ATRP …………………82
２．４ SYNTHESIS AND CHARACTERISATION OF MULTIBLOCK PMPS-PEO …85
３．The characterisation of multiblock PMPS-PEO ………86
４．Spectroscopic Studies of Chiral Modifications of PMPS and Other Polysilanes … 88
４．１ SYNTHETIC METHODS ………………………………88
４．２ SPECTROSCOPIC STUDIES …………………………88
４．２．１ Solutions of PMPS
４．２．２ Solutions of Chiral End-capped PMPS
４．２．３ Solutions of PHMS
４．３ CONCLUSION …………………………………………92
Acknowledgements ………………………………………………………… 92
第６章 ポリシランの光学材料への展開 長山智男，横山正明
１．はじめに ………………………………………………………………… 95
２．ポリシランのUV光分解特性と光学材料としての応用 ………………… 96
３．ポリシランのUV光分解に伴う屈折率変化 …………………………… 97
４．位相情報材料への応用 ……………………………………………… 98
５．ポリシランのUV光分解ゾル－ゲル法を用いたマイクロレンズアレイの作製 … 102
６．三次非線形光学材料への応用 ……………………………………… 104
７．おわりに ………………………………………………………………… 106
第７章 ５配位オリゴシランの構造，電子特性および配座特性 畠中康夫，田中正人
１．はじめに ………………………………………………………………… 108
２．５配位オリゴシランの合成と電子特性 ………………………………… 108
２．１ ５配位オリゴシランの合成と構造 …………………… 108
２．２ ５配位構造が励起エネルギーに及ぼす影響 …………110
２．３ ５配位ケイ素によるケイ素鎖のトランソイド配座固定 …112
２．３．１ ケイ素鎖の立体配座固定と５配位-４配位交互オリゴシランの構造
２．３．２ ５配位-４配位交互ケイ素鎖の配座特性
３．おわりに ………………………………………………………………… 115
第８章 オリゴシラン薄膜の自己組織化構造と電荷輸送特性 奥本 肇，南 信次
１．はじめに ………………………………………………………………… 118
２．オリゴシラン自己組織化薄膜の作製法とその構造 …………………… 118
３．MS10多結晶薄膜のキャリア輸送特性 ………………………………… 121
４．自己組織化構造およびホール輸送特性のオリゴシラン分子 鎖長依存性 … 123
５．オリゴシラン多結晶薄膜のホール移動度の分子末端基依存性 ………… 125
６．おわりに ………………………………………………………………… 126
第９章 光学活性ポリシランとスイッチ・メモリー機構 藤木道也，中島 寛，Julian R. Koe
１．はじめに ………………………………………………………………… 128
２．光学活性ポリシラン類の合成 …………………………………………… 130
３．らせん反転光学活性ジアルキルポリシランの創製・構造・ 物性相関と設計 … 130
４．光学活性スイッチ・メモリー機能アルキルアリルポリシラ ンの構造・物性と分子設計… 137
５．光学活性スイッチ機能ジアリルポリシランの創製・構造・ 物性相関と設計 … 141
６．まとめと展望 …………………………………………………………… 143
第10章 ラダー構造を有するポリシランおよびポリシロキサン 久新荘一郎，海野雅史，松本英之
１．はじめに ………………………………………………………………… 146
２．ラダー構造を有するポリシラン …………………………………………… 146
２．１ 研究動向の概略 …………………………………………146
２．２ ラダーポリシランの合成と構造 ……………………………147
２．３ ラダーポリシランの電子的性質 ……………………………148
２．４ ラダーポリシランの酸化 ……………………………………150
３．ラダー構造を有するポリシロキサン ……………………………………… 152
３．１ 研究動向 …………………………………………………152
３．２ ラダーオリゴシロサン ……………………………………153
４．おわりに ………………………………………………………………… 155
【応用編】
第11章 ポリシラン組成物の導電性制御と回路への応用 今井高史
１．はじめに ………………………………………………………………… 159
２．導電性ポリシランを用いた導電回路形成のコンセプト …………………… 159
３．ポリシランの高導電化の検討 …………………………………………… 160
３．１ 序論 ………………………………………………………160
３．２ π電子系置換基を持つポリシランの合成と導電性 ………161
３．３ ポリシランとオニウム塩との複合化による高導電化の検討 …162
３．４ ポリシランと可溶性ポリアニリンとの複合化による高導電化の検討…163
４．導電性ポリシランの光絶縁化 ………………………………………………164
４．１ 序論 ………………………………………………………164
４．２ ポリシランの光酸化反応時の露光量による導電性の制御 …165
４．３ オニウム塩を添加したポリシランの光絶縁化 ……………165
４．４ ポリシラン－ポリアニリン複合体の光絶縁化 ……………166
５．回路パターニング ………………………………………………167
６．おわりに ………………………………………………………167
第12章 ポリシランを用いた耐熱性回路パターンの形成 福島基夫
１．はじめに ………………………………………………………………… 170
２．ケイ素系高分子の導電化の設計 ………………………………………… 171
２．１ ドーピングによるケイ素系高分子の導電化 …………… 171
２．２ 金属塩のポリシラン還元による導電化 …………………173
２．２．１ 銀塩とポリシランの反応
２．２．２ ポリシランの還元性と金属塩の酸化還元電位
３．無電解メッキを利用した高導電性薄膜の形成 ……………………… 176
３．１ 無電解メッキ …………………………………………… 176
３．２ 無電解メッキ法での導電特性 ………………………… 177
４．パターン形成技術の検討 …………………………………………… 178
４．１ 様々なパターニングの技術 …………………………… 178
４．２ 光を用いないパターン形成手法の開発 ……………… 179
５．耐熱性回路形成材料としての実用化をめざして …………………… 181
５．１ 電子材料用ポリシランの量産化技術 ……………… 181
５．２ 多層無電解メッキ ……………………………………… 182
５．３ 導電膜の安定化 ………………………………………… 183
５．４ これからの回路基板市場の展望 ……………………… 187
６．おわりに ……………………………………………………………… 188
第13章 発光素子の構成要素となる新規化合物の合成 沖田晃一
１．はじめに ……………………………………………………………… 190
２．化合物の合成 ………………………………………………………… 191
２．１ アリーレンシラニレン型化合物 ……………………………191
２．２ ジエチニルアントラセン－シラニレン化合物 ………………191
２．３ 芳香族アミン系σ-π化合物 ………………………………191
２．４ 複素環化合物 ………………………………………………192
３．EL素子の作成 ………………………………………………………… 193
３．１ ホール輸送材料 ……………………………………………193
３．２ 電子輸送材料 ………………………………………………197
４．結論 …………………………………………………………………… 199
第14章 ケイ素系高分子の光伝導性と電子写真感光体材料へ の応用 柿本正也
１．はじめに ……………………………………………………………… 201
２．光伝導感応波長の可視域化（オリゴチオフェンの導入） ……………… 202
３．ポリ（ジシラニレンオリゴチエニレン）（PSD（Th）m）の合成 と光電気物性 …… 203
３．１ PDS（Th）mの合成と光吸収 ………………………………203
３．２ PDS（Th）mの光伝導性（光キャリア発生） ……………… 204
３．３ 光キャリア移動度の測定 …………………………………208
４．ケイ素系高分子の電子写真感光体材料への応用検討 ……………… 210
４．１ PDS（Th）4/C60単層感光体の静電気帯電光減衰特性 …211
４．２ フタロシアニン添加単層感光体の検討 ……………………211
５．結言 …………………………………………………………………… 213
６．謝辞 …………………………………………………………………… 214
第15章 高耐熱性含ケイ素樹脂 伊藤正義，石川淳一
１．はじめに ……………………………………………………………… 216
２．MSP-1の物性と合成 ………………………………………………… 217
２．１ 物性 ……………………………………………………… 217
２．２ 合成 ……………………………………………………… 219
３．MSP-1を用いた材料とその特性 ……………………………………… 222
３．１ 複合材料（FRP） ……………………………………………222
３．１．１ MSP-1をマトリックス樹脂とする繊維強化複合材料の基本特性
３．１．２ MSP-1を用いた航空宇宙用アブレーション材料
３．２ 炭素材料 ……………………………………………………226
３．２．１ MSP-1から得られるガラス状炭素
３．２．２ MSP-1からのアモルファス炭素繊維の合成
４．Si(H)-C≡C系高分子 ………………帖帖帖帖帖帖帖帖帖帖帖帖? 228
５．おわりに ……………………………………………………………… 229
第16章 有機金属化合物を含有するケイ素系高分子の合成と性質 一谷基邦
１．はじめに ……………………………………………………………… 232
２．有機金属化合物を複合したケイ素系高分子 ………………………… 232
２．１ ケイ素系高分子の分子設計 ……………………………232
２．２有機金属化合物の複合 …………………………………233
３．カルボラン複合ケイ素系高分子の合成 …………………………… 235
３．１ カルボランの分子構造 …………………………… 235
３．２ カルボラン複合方法の検討 ……………………………235
３．３ カルボランの複合反応条件 ……………………………236
４．カルボラン複合ケイ素系高分子の物性 ………………………………… 238
４．１ 成形と熱処理 ………………………………………… 238
４．２ 物性評価 …………………………………………… 238
５．無機充填剤添加による物性改善効果 ………………………………… 239
５．１ 成形と熱処理 ……………………………………………239
５．２ 無機剤の種類と物性 ……………………………………240
５．３ 熱処理後の物性 …………………………………………240
６．耐熱・難燃機構の解明 ………………………………………………… 241
６．１ 固体NMRによる構造解析 ………………………………241
６．２ XPSおよびXRDによる解析 …………………………… 241
６．３ 分解物分析 ……………………………………………243
６．４ 耐熱・難燃機構の推測 …………………………………245
7 おわりに ………………………………………………………………… 245
第17章 IPN形成とケイ素系合成樹脂 津村 学
１．はじめに ……………………………………………………………… 247
２．溶液キャスト法によるケイ素系IPN樹脂の合成とその物性 ………… 248
２．１ ケイ素系IPN樹脂の合成 …………………………… 248
２．２ ケイ素系IPN樹脂の構造分析 …………………………249
２．３ ケイ素系IPNの物性 ……………………………………251
３．溶融圧縮成形によるケイ素系IPN樹脂の材料化 …………………… 252
３．１ 溶融圧縮成形法の開発 …………………………… 252
３．２ ケイ素系IPN樹脂の実用特性 …………………………254
４．高性能カルボシランの合成と物性 …………………………………… 255
４．１ 高耐熱・高強度カルボシランの設計指針 ……………255
４．２ PCS架橋体の物性 ……………………………………256
５．おわりに ……………………………………………………………… 256
第18章 海島構造を有するケイ素系高分子材料 村上正志
１．はじめに ………………………………………………………………… 258
２．耐熱・難燃性ケイ素系高分子構造材料の開発 ……………………… 258
２．１ 海島構造用ケイ素系高分子 ……………………… 259
２．１．１ 結晶性，および非晶性ケイ素系高分子の合成と物性
２．１．２ 架橋性置換基を持つポリシリレンメチレンの合成と物性
２．２ ケイ素系ポリマーブレンドの検討 …………………261
２．２．１ ポリシリレンメチレン共重合（DDDC／TPDC） の合成と性質
２．２．２ ポリシリレンメチレン系ポリマーブレンドの調整とキャラクタリゼーション
３．ポリシリレンメチレン系高分子の機能開発 …………………………… 266
３．１ ケイ素系高分子薄膜の製造技術（北工研との共同研究）…266
３．２ ポリシリレンメチレン系高分子材料の改質技術 ………266
４．おわりに ………………………………………………………………… 268
