2016 Fiscal Year Research-status Report
光表面化学修飾法によるポリマー材料のフッ素官能基化表面改質に関する研究
| Project/Area Number |
15K04686
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
中村 挙子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進コーティング技術研究センター, 上級主任研究員 (70357656)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 表面・界面物性 / ポリマー材料 / 材料加工・処理 / 光表面化学修飾 / フッ素官能基 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度においては、前年度に開発した光表面化学フッ素官能基化法を各種形状ポリマー材料へ適用するため、ウェットおよびドライプロセス開発を行い、特に実用性の高い塗布光化学修飾法開発について重点的に検討した。
具体的には、各種形状ポリマー材料について最適プロセスを探索するため、溶媒中において紫外光照射を行うウェットプロセス法、および塗布光化学修飾を行うドライプロセス法について開発を行った。
ウェットプロセス法については、パーフルオロアルキルアゾオクタンをパーフルオロヘキサンに溶解させ、粉体状ポリエチレンまたはペレット状PETを入れて調製した後、キセノンエキシマランプを照射した。フッ素官能基化反応処理前後のポリマー材料のXPS測定を行ったところ、粉体状およびペレット状いずれにおいても、未処理ポリマー材料と比較して新たにC-Fに由来するC1sおよびF1sのピークが観測され、フッ素官能基導入が確認された。
また、ドライプロセス法については、パーフルオロアルキルアゾオクタン溶液をシート状または板状のポリマー材料表面に塗布した後、キセノンエキシマランプを照射した。ポリマー材料については、各種汎用ポリマー材料（ポリエチレン、ポリプロピレン、PMMA、ポリビニル、PET、ABS樹脂）を基材とした。
フッ素官能基化処理後の各種ポリマー材料のXPS測定を行ったところ、新たにC-Fに由来するC1sおよびF1sのピークが観測され、フッ素官能基導入が確認された。水に対する接触角測定において、フッ素官能基修飾ポリマー材料は高い撥水性（104-113°）を示した。さらに、フッ素官能基化処理試料は基材の透過度が維持され、塗布光化学修飾法においても光照射による影響がないことか明らかとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題は光表面化学修飾法を利用することにより、軽量・フレキシブル性等のポリマー材料の特性を保持しつつ、安全・簡便な各種ポリマー材料最表面へのフッ素官能基表面修飾法の開発を目的としている。
当該年度については、上記「9. 研究実績の概要」に記載した通り、前年度に開発した光表面化学フッ素官能基化法について、各種形状ポリマー材料へ適用するため、ウェットおよびドライプロセス開発を行い、特に実用性の高い塗布光化学修飾法開発について重点的に検討した。
具体的には、粉体・ペレット状・シート状・板状など各種形状ポリマー材料について、溶媒中において紫外光照射を行うウェットプロセス法、および塗布光化学修飾を行うドライプロセス法について開発を行い、ポリマー材料形状に応じた最適プロセスを選択することにより、形状に依存せずに各種ポリマー材料のフッ素官能基化が可能であることを見出している。
この成果について、学会口頭発表、所属研究機関一般公開を行うことにより、成果普及にも努めた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当該年度については上記「11.現在までの達成度」に記載の通りに順調に進捗し、前年度に開発した光表面化学フッ素官能基化法について、各種形状ポリマー材料へ適用するため、ウェットおよびドライプロセス開発を行い、ポリマー材料形状に応じた最適プロセスを選択することにより、形状に依存せずに各種ポリマー材料のフッ素官能基化が可能であることを見出した。本課題の最終年度である２９年度については、当初の研究計画に従って研究を推進する予定である。
具体的には、当該年度までにプロセス開発および作製した光化学修飾フッ素官能基化ポリマー材料について、接触角計を用いた撥水性および撥油性評価を行う。さらに、フッ素官能基導入による摩擦特性評価を行うとともに、フッ素官能基導入によって生体適合性向上が期待できるため、γ-グロブリン吸着量について未処理ポリマー材料との比較を行い、タンパク吸着量抑制の可能性について探索する。
|
| Causes of Carryover |
当該年度研究計画において実用性プロセス開発として塗布光化学修飾法について重点的に検討するため、実験補助員として人件費を計上していたところであるが、塗布光化学修飾プロセス開発が非常に順調に進捗したため、当初想定の1/4を使用して残額を２９年度分として繰り越した。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
２９年度分としては、当初計画に従って材料費、試薬費、液体窒素代、ガラス器具購入費等として使用する計画であるが、最終年度に各種表面特性評価を重点的に行う予定であるため、特に前年度繰り越しの人件費を実験補助員雇用に使用する予定である。
|
