選択的表面改質を応用したアミノ基およびカルボキシル基含有フッ素ポリマー表面の作成

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CF_2-CF_2とCH_2-CH_2単位の繰り返しから成るテトラフルオロエチレン-エチレン交互共重合体(ETFE)の中のCH_2-CH_2単位を選択的に攻撃し、カルボキシル基に置換する選択的プラズマ表面改質法の開発を目指した。カルボキシル基を生成する可能性のあるプラズマとして、CO_2プラズマおよびO_2プラズマを選び、ETFE表面にこれらのプラズマを照射し、その表面に生成したカルボキシル基濃度をXPS測定より求めた。これらのプラズマを照射したETFE試料表面のXPS(C1s)スペクトルは、2つのピークを持った幅広く広がっている。そのC1sスペクトルを6成分に分割できるが、そのうち290.7-291.3eVにピークを持つ分割成分は、結合エネルギー値よりカルボキシル基と帰属した。その相対濃度は、CO_2プラズマ照射ETFE試料で9%、O_2プラズマ照射ETFE試料で6%であった。したがって、カルボキシル基への選択的プラズマ処理には、CO_2プラズマが適していると結論した。ETFEフィルム表面に生成したカルボキシル基はNa塩にイオン交換した試料から求めたが、そのカルボキシル基量は、1.40-1.50number/100carbonsであった。CO_2プラズマ照射しても、ETFE表面に対する接触角はほとんど変化がなく、脱フッ素化反応が低いことを示している。以上のように、ETFE表面にCO_2プラズマを照射することで、カルボキシル基生成が可能となったこと。このカルボキシル基生成は、ETFE分子鎖の中のCH_2-CH_2単位に優先して起こること、が結論できる。