フルオロアルケンをビルディングブロックとする低屈折率透明フッ素樹脂の開発

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を開発する。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ことで、低屈折率光学材料への応用可能性を明らかにする。具体的な原料のフルオロアルケンには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）、ヘキサフルオロプロペン（HFP）を用いることを予定している。今年度は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の合成を中心に行った。まず初めに前駆体のバートレルに対して塩基を作用させることで鍵となるHFPを合成し、次いで塩基存在下、2-ヒドロキシエチルアクリレートと反応させることで、同一分子内に重合性の異なる２つの二重結合を有するフルオロアルケンを合成した。合成したモノマーのアニオン重合を行ったところ、有機溶媒に可溶なプレポリマーが得られた。次にラジカル開始材を用いたラジカル重合を無溶媒で行ったところ、不溶なポリマーが得られた。固体13CNMR、IR測定により目的ポリマーであることを確認した。また、ラジカル重合開始剤を含むプレポリマーをガラス板上に塗布した後、加熱による固相重合を行ったところ、基板上に透明な薄膜が形成された。静的接触角は110°であり高い撥水性を示し、UV-vis測定では紫外領域まで高い透明性を示すことを明らかにした。

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を開発する。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ことで、低屈折率光学材料への応用可能性を明らかにする。具体的な原料のフルオロアルケンには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）、ヘキサフルオロプロペン（HFP）を用いることを予定している。今年度は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の合成を中心に行った。まず初めに前駆体のバートレルに対して塩基を作用させることで鍵となるHFPを合成し、次いで塩基存在下、2-ヒドロキシエチルアクリレートと反応させることで、同一分子内に重合性の異なる２つの二重結合を有するフルオロアルケンを合成した。合成したモノマーのアニオン重合を行ったところ、有機溶媒に可溶なプレポリマーが得られた。次にラジカル開始材を用いたラジカル重合を無溶媒で行ったところ、不溶なポリマーが得られた。固体13CNMR、IR測定により目的ポリマーであることを確認した。また、ラジカル重合開始剤を含むプレポリマーをガラス板上に塗布した後、加熱による固相重合を行ったところ、基板上に透明な薄膜が形成された。静的接触角は110°であり高い撥水性を示し、UV-vis測定では紫外領域まで高い透明性を示すことを明らかにした。