2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high radiation absorbing and high refractive polymers based on bismuth, the heaviest stable element
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18K14269
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
松村 吉将 山形大学, 大学院理工学研究科, 助教 (30791818)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ビスマス / 高屈折率ポリマー / ラジカル重合 / ネットワークポリマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラスチックレンズは軽量性、加工性に優れているため、スマートフォン用のカメラレンズなどへの需要が高い。しかし、有機物からなるプラスチックレンズは無機物であるガラスレンズと比較して屈折率が低く、性能に劣るため、より高屈折率なプラスチックレンズの開発が求められる。そこで本研究では、最重安定元素であるビスマスを含有したポリマーを合成することで、高屈折率なプラスチック素材の設計を実施した。
まずは、モノマーとしてビスマス－ジチオカルバメート錯体構造を有する多官能性アリルモノマーを合成した。モノマーは非常に安定な化合物として得られ、屈折率は1.80程度と非常に高い値であったが、ラジカル重合性に乏しくポリマーフィルムの作製には至らなかった。
そこで、新たにスチリル基を有するビスマスモノマーを設計したところ、こちらも安定な化合物として得るに至った。また、この化合物はスチレンと同程度のラジカル重合性を示したので、熱ラジカル重合によるポリマーフィルムの作成を行ったところ、黄色の硬いフィルムとして得られ、その屈折率（nD）は1.69とスチレンの1.59よりも大幅に高い値であったため、有機物にビスマスを複合することで屈折率が向上することを実証できた。さらに、モノマー中のスチリル基の数を変化させることで、架橋密度を変化させることができ、フィルムの硬さを自由に調節することに成功した。また、本ビスマスモノマーは汎用アクリレートなどに可溶であったため、光硬化による共重合フィルムの作成も容易であることが明らかになった。
さらに、着色のないポリマーフィルムの作製を目的として、メタクリル酸ビスマスをモノマーとして合成したところ、安定で白色の化合物として得られた。これを汎用アクリレートモノマーに溶解させ、光硬化を行ったところ、無色透明なフィルムの作製に成功した。
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Research Products
(6 results)
