2020 Fiscal Year Annual Research Report
ファンデルワールス強接着のためのポリマー構造の最適化
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19H02445
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
國武 雅司 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (40205109)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ポリシロキサン / 接着 / ファンデルワールス力 / 無機高分子 / 熱可塑性ポリマー / 熱硬化性ポリマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
柔軟なシロキサン鎖(DMS)で2官能性の剛直なかご型シルセスキオキサン(POSS)をつなぐことで、ネックレス型のPOSS-DMS交互型ポリマーを系統的に合成した。
ネックレスポリマーを用いて、様々な基板に対するホットメルト接着を検討し、そのバリエーションを広げた。新たにテンシロンを購入し、定量的な接着挙動の評価を行った。特に、親水表面、疎水表面、ラフな表面などの比較を定量的に評価を行った。熱可塑性ポリマーだけでなく、さまざまな架橋型ポリマーにおいても、ホットメルト接着が可能であり、不可逆的な接着となることを確認した。
新たな応用の緒として、架橋型ネックレスポリマーを用いて、形状記憶ポリマーを作成することに成功した。末端のみを架橋した架橋型ネックレスポリマーは、ガラス転移温度以上ではゴム状態であり、簡単に変形させることができる。変形させた状態で冷却すると、変形構造を保持させることができる。またガラス転移温度以下でも、塑性変形させることができる。変形した構造をガラス転移温度以上にすると、エントロピー弾性力によって、架橋反応時に決定された元の形状に速やかに復帰することができた。実際的には引っ張ったり、クシャクシャにした架橋フィルムがガラス転移温度以上にすると、元のシート形状に復帰した。この形状記憶性は繰り返し発現された。ネックレスポリマーの特徴である、（１）高耐熱性、（２）透明性、（３）自由にガラス転移温度を設計できる点を生かし、形状記憶ポリマー、自己修復ポリマーなどへの応用の可能性を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ネックレスポリマーの階層的な構造とファンデルワールス力に基づく強接着特性の発現との間の相関性をある程度明らかにすることができた。また、その適用範囲と限界を明らかにしてきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
熱硬化型ホットメルト接着において、Tg以上の温度での接着強度の評価を行っていないので、その点を明らかにする。架橋型と非架橋型におけるポリマー鎖の動きの違いと接着特性の違いについて解明する。
これらのすべて知見を元に、ファンデルワールス力に基づく強接着系の分子デザインの指針を明らかにする。
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