| 研究課題/領域番号 |
21K05163
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35010:高分子化学関連
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
福元 博基 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (70313369)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | フッ素樹脂 / フルオロアルケン / 撥水性ポリマー / 透明ポリマー / 透明性フッ素樹脂 / ペルフルオロアルケン / ラジカル重合 / 透明性材料 / 低屈折率光学材料 / 重合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
入手可能なフルオロアルケンの求核剤に対する反応性を巧みに利用した低屈折率光学材料への応用展開を指向する透明フッ素樹脂の高効率合成プロセスを開発する。
本合成法はラジカル重合性のフルオロアルケン部位とアニオン（またはカチオン）重合性のアルケン部位を同一骨格内に導入したモノマー合成、プレポリマー化と引き続くラジカル重合によるポリマー化から構成され、製膜化に重要な分子量・分子構造を制御した透明樹脂の合成を可能とする。製膜樹脂の透明性、耐熱性、屈折率を測定し、低屈折率光学材料への応用可能性を明らかにする。
成型加工プロセスの利便性の向上の観点から、プレポリマーの光固相重合による高品質透明膜の作製も行う。
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| 研究実績の概要 |
本研究では入手容易なフルオロアルケンの求核剤に対する反応性を巧みに利用した、低屈折率光学材料への応用展開を指向する透明フッ素樹脂の高効率合成プロセス開発を目指す。具体的な原料のフルオロアルケンにはヘキサフルオロプロペン（HFP）、オクタフルオロシクロペンテン（OFCP）、またフルオロアルケンの前駆体としてヘプタフルオロシクロペンテン（HFCP）を用いる。開発した透明フッ素樹脂の透明性、耐熱性、屈折率、撥水性なども併せて評価する。
2023年度は2021年度に行ったHFCPを原料とする含フッ素ポリアクリレートの可溶化を試みた。モノマー骨格に長鎖アルキル基を有するヘキザノイル基を導入することで有機溶媒に可溶な含フッ素ポリアクリレートが得られた。TGA測定では5％重量損失温度が210 ℃を示し、一連の含フッ素ポリアクリレートでは一番高い値を示した。
本研究では2022年度のヘキサフルオロプロペン（HFP）を原料とする含フッ素ポリアクリレートも含めて多数のフッ素樹脂を合成し、それらの諸性質について明らかにした。入手容易なフルオロアルケンを原料にすることでモノマー合成の短工程化を実現し、得られた含フッ素ポリマーのほとんどは高い透明性を示した。また、一部のポリマーについては静的接触角が110°と高い撥水性を示すことも明らかにした。ガラス基板上での製膜化は可能であったが、自立膜の作製までには至らなかったことが課題として残ったが、当初の目的をほぼ達成した。
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