2位置換ピリジン類を基本骨格とする擬態分子構造を用いた新たな接着原理の構築

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本研究課題の2年目である令和4年度においては，接着材料の主要構成要素であるモノマーの改良を検討した．周囲の環境に応じて化学構造を変化させ相互作用を最大化させる「擬態分子構造」としては，2-ヒドロキシピリジル基を選択した．この構造を分子内に有するメタクリラートモノマーを合成したところ，中程度の収率で得ることに成功した．重合性官能基として，アクリロイル基よりも反応性がやや小さいメタクリロイル基を採用したことで，精製中の副反応を抑えられたと考えている．興味深いことに，同モノマーは無色透明液体であることがわかり，これは今後「擬態分子構造」を高密度に含んだ光接着材料を開発するにあたって有利な性状である．光ラジカル開始剤とともに作製した光接着材料を用いて，ガラスとガラス，あるいはガラスと異種材（銅，ステンレス，アルミニウム，ポリプロピレン）を，ラジカルUV硬化反応により接着させた．使用波長は365 nm，照度は2.9 mW/cm2，露光エネルギーは1 J/cm2として光接着を行ったところ，最大で約6 MPaの剪断応力を達成できた．ガラス－ガラス光接着試料において，約110℃に加熱することで熱解体することを確認した．さらに，解体後の基板どうしを圧着させ70℃で加熱し室温に戻すことで，再接着することも確認した．以上のように，光接着材料中で用いることができる新たな「擬態分子構造」を見出すことに成功した．一方，ガラス－異種材光接着試料においては，主にガラス基板側に接着層が残るかたちで破断が起こった．異種接着材料としては好ましくない結果ではあるが，本研究課題項目の一つである「接着シートの作製」に向けた予備的実験と位置付けられた．また，接着層をまとまった形で自立膜として回収することができるため，接着層の熱物性や分子状態測定につなげられる成果として前向きに捉えている．