Optimization of polymer structure for strong van der Waals force adhesion

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02445
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Kunitake Masashi 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 教授 (40205109)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 無機高分子 / 接着 / van der Waals力 / ネックレスポリマー / かご型シルセスキオキサン

Outline of Final Research Achievements

We elucidated the hot-melt adhesion behavior using necklace-type siloxane polymers consisting of silsesquioxane cage units and dimetylsiloxane chains. We investigated the optimization of transparent polymer structures for solvent-free reversible hot-melt adhesions and reactive hot-melt adhesions. The radially extending phenyl groups of the cage-type silsesquioxane follow the sub-nanoscale surface morphologies on the surface like anchors, and good contact (wettability) is achieved by soft siloxane chains connecting the bulky cage units.

Free Research Field

高分子材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

親水基板にも疎水基板にも、化学反応無しで強い接着力を発揮するホットメルト接着剤のためのポリマーのデザインを明らかにした。かご型シルセスキオキサンから放射状に突出したフェニル基が表面の凹凸に入り込むことと、かご型シルセスキオキサンをつなぐソフトなジメチルシロキサン鎖が交互に繋がれたネックレス構造のデザイン的優位性が明らかになった。自動車からスマホまで、あらゆるところで可逆で強靭な接着は、ますます複雑化・多機能化する各種デバイス製造のキーとなる技術であり、今回の研究の成果は、高機能接着剤開発への指針となったと考えられる。