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本研究では、光架橋反応や光解離反応などの光化学反応を利用して高分子材料の相分離を誘起し、ナノ構造を形成することを目的としている。本課題では、これまでに、光架橋性シルセスキオキサン(SQ)と酸解離性のフェノール樹脂からなる複合体に、紫外線(UV)を照射し、アルカリ水溶液による溶出処理を行うことで、ナノ多孔質構造の形成に成功している。このとき、使用したUV光源(高圧水銀灯)に対して感応しやすい光ラジカル開始剤と感応しにくい開始剤を使用して同様の実験を行ったところ、前者の開始剤で顕著にナノ構造が観察されたことから、SQの光反応性の高さがナノ構造の形成に重要であると考えられる。また、SQの化学構造が当該光反応性に及ぼす影響についても検討した。ここでは、光架橋性のメタクリル基とともにフェニル基やアルキル基などの非架橋性官能基を導入したSQを作製し、その光架橋反応性をリアルタイムFT-IR法にて調査したところ、フェニル基を導入したSQの光架橋反応性がアルキル基を導入した物より高いことがわかり、このフェニル基を導入したSQはナノ多孔質構造の形成に適していた。
本年度は、得られた塗膜についてXPSやGe-ATR測定等の表面化学分析を行った。この結果、光照射直後の塗膜は表層(100nm程度)にSQリッチ層が存在し、その下部にナノ相分離層が存在していることを示唆する結果となった。また、 上記のSQ/フェノール樹脂混合系に光塩基発生剤を添加し、SQの架橋反応とフェノール樹脂の酸解離反応を誘起し、塗膜のナノ構造の観察および光反応性のモニタリングを行った。光反応性については、光架橋反応と解離反応が同時に進行していることが確認されたが、上記のようなナノ構造は観察されなかった。これについては、条件(塩基発生剤の添加量やUV照射条件等)の最適化を行い、ナノ構造形成に適した条件を模索していく予定である。
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