2020 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of Porous Materials with Structural Colors for Dye Agent-Free Toy Applications
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16K16211
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute |
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Principal Investigator |
白波瀬 朋子 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部 開発第二部 表面・化学技術グループ, 研究員 (40442694)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高分子ブレンド / 多孔質体 / メソ孔 / ポリメタクリル酸メチル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、溶融混練による高分子ブレンドから一成分を除去する手法で、多孔質材料を創製している。本手法は相溶系ブレンドを用いることで、簡便な手法にも関わらずnmオーダーの多孔質体を形成する事が可能となり、孔と骨格が3次元的に一体となっているモノリス構造を形成している。さらに分解前の調製条件によって構造由来の発色現象である構造色を呈したため、調製条件による多孔質構造および構造色への影響を検討した。多孔質構造（孔径・空隙率など）は走査型電子顕微鏡や窒素吸脱着測定により評価し、構造色は色差計や分光測定により評価した。また色素を用いない環境に配慮した材料としての展開を試みるため、形状による影響及び力学的評価を行った。
調製条件として、比較的高い温度で熱処理を施してから分解したモノリスは構造色を呈し、その細孔径分布は数十～100nm程度であった。分光分析の結果、波長の4乗に反比例していることからレイリー散乱が要因の一つであると考えられる。
次に試料形状として厚さを変えた板状や糸状において、同様に多孔質体を形成することが出来た。平面方向に拡大した場合は多孔質構造への影響は小さかったのに対して、厚さ方向に拡大した場合は比表面積や細孔容積が小さくなる傾向が見られた。分解は完了していたことから、細孔がつぶれてしまった要因として、作製過程での収縮が考えられる。厚さ・平面方向の収縮度合いの違いは、本モノリスが一旦プレス成形してから分解する方法であるため、最初に形成されるスキン層がこの収縮に影響していると考えられる。力学試験では、モノリス化により絡み合いが疎になり強度が低下してしまったが、破断伸びは向上する結果となった。
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