高分子精密設計に基づく光造形物の階層構造制御

本研究テーマ「高分子精密設計に基づく光造形物の階層構造制御」では、研究目的として高分子精密設計法の一つである可逆的付加開裂連鎖移動（RAFT)重合法を用いて造形物のレオロジー特性や機械特性などの材料物性を階層構造を制御することにより自在に操作可能な新規光造形法の構築を目指している。本研究を実施するにあたり、光造形に一般的に用いられる樹脂である エトキシ化(6)トリメチロールプロパントリアクリレート(SR499)を硬化させるのに有効な（RAFT)剤の探索を行なった。その結果、ジエチレンチオカボネート(DTC)系のRAFT剤をSR499に少量添加することで、紫外線を照射することで硬化することが明らかになった。従来、RAFT材を用いた光造形法では、Boyerらによって光増感材を添加する方法が報告されているが、材料への着色してしまうといったデメリットが存在した。対して、我々の造形法では、光増感剤を入れずに造形が可能であったことから、材料への着色がなく透明な硬化物を得ることができた。次に、紫外線による硬化が確認できたことから、我々の独自開発した紫外線レーザーを導入した光造形装置を用い、造形を行なったところ、ピラミッド（高さ:1.5 mm, 底面1.5 × 1.５mm）状の構造物を得ることができた。さらに、高分子末端にRAFT材を有するマクロ連鎖移動材(macro-CTA)を合成しSR499と混合したものを光造形用樹脂として造形を試みた。その結果、造形時のレーザー走査速度により造形物中の相分離構造の変化により光学特性ならびに力学特性が変化することが明らかになった。さらに、走査速度を変えながら造形を行なったところミクロな相分離構造とマクロなヘテロ構造を併せ持つ階層構造を有する造形物を単一の材料から作成することに成功した。

本研究テーマ「高分子精密設計に基づく光造形物の階層構造制御」では、研究目的として高分子精密設計法の一つである可逆的付加開裂連鎖移動（RAFT)重合法を用いて造形物のレオロジー特性や機械特性などの材料物性を階層構造を制御することにより自在に操作可能な新規光造形法の構築を目指している。本研究を実施するにあたり、光造形に一般的に用いられる樹脂である エトキシ化(6)トリメチロールプロパントリアクリレート(SR499)を硬化させるのに有効な（RAFT)剤の探索を行なった。その結果、ジエチレンチオカボネート(DTC)系のRAFT剤をSR499に少量添加することで、紫外線を照射することで硬化することが明らかになった。従来、RAFT材を用いた光造形法では、Boyerらによって光増感材を添加する方法が報告されているが、材料への着色してしまうといったデメリットが存在した。対して、我々の造形法では、光増感剤を入れずに造形が可能であったことから、材料への着色がなく透明な硬化物を得ることができた。次に、紫外線による硬化が確認できたことから、我々の独自開発した紫外線レーザーを導入した光造形装置を用い、造形を行なったところ、ピラミッド（高さ:1.5 mm, 底面1.5 × 1.５mm）状の構造物を得ることができた。さらに、高分子末端にRAFT材を有するマクロ連鎖移動材(macro-CTA)を合成しSR499と混合したものを光造形用樹脂として造形を試みた。その結果、造形時のレーザー走査速度により造形物中の相分離構造の変化により光学特性ならびに力学特性が変化することが明らかになった。さらに、走査速度を変えながら造形を行なったところミクロな相分離構造とマクロなヘテロ構造を併せ持つ階層構造を有する造形物を単一の材料から作成することに成功した。