フルオロアルキル系高分子の精密分子設計による表面機能性制御

通过氟烷基聚合物的精确分子设计控制表面功能

• 批准号: 06J09664
• 负责人: 本田 幸司
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J09664/
• 关键词: 高分子薄膜; 濡れ性; フルオロアルキル基; 動的接触角; 分子鎖熱運動性; ナノインプリント; 結晶緩和領域; 次世代デバイス作製技術; 水平力顕微鏡; 表面構造の再編成

本研究は、環境対応型の新規な短鎖フルオロアルキル基(R_f基)含有化合物の設計指針の確立を目的としており、これまでに濡れ特性に表面の分子鎖熱運動性が深く寄与していることを明らかにした。本年度は、その知見を更に深めるため、R_f基の末端が分岐した構造を有するポリフルオロアルキルアクリレート(PFAbr)とポリフルオロアルキルメタクリレート(PFMAbr)、およびアクリレートのα位にフッ素原子が置換されたポリフルアルキルα-フルオロアクリレート(PFFA)薄膜の濡れ特性と分子鎖熱運動性との関係を評価した。PFAbr、PFMAbr薄膜においては、末端が分岐していないPFAとPFMAと比べて、撥水撥油性に差違は観られず、R_f基の分岐による撥水撥油性への影響は無い事が明らかになった。一方、PFAbrとPFMAbrで比較した場合、PFMAbrの方が撥水性は高かった。以前の研究成果より、PFMA系ではα位のメチル基の存在により主鎖が剛直になり、その結果R_f基の分子鎖熱運動性が抑制さるため撥水性が高くなる事が明らかになっている。今回の場合も、PFMAbrの方で撥水性が高かったのは、α位のメチル基に起因すると考えられる。以上の事がら、短鎖R_f基でも高い撥水性を発現させるための一手法として、主鎖への置換基の挿入が有効であると結論づけられる。それを裏付けるように、短鎖R_f基のPFFA薄膜においても、高い撥水性を示した。さらに、PFMAでは撥油性が低い傾向にあったのに対して、PFFAでは、撥油性に関しても高い事が明らかになった。X線回折測定により、PFFAでは秩序構造を形成する事が明らかになっている。その事から、PFFAでは秩序構造の形成によりPFMAよりも更に分子鎖熱運動性が低くなる結果、撥油性も向上したと考えられる。このような結果になったのは、C-F結合の双極子-双極子相互作用によるものであると考えられる。以上の結果より、化学構造や性質を考慮した置換基の選択により、短鎖Rf基においてより高い撥水撥油性を発現させる事が可能である事が明らかになった。

This study is aimed at establishing the design guidelines for the new environmental protection type of compounds containing R_f groups. This year, we have seen a lot of progress in understanding the relationship between the terminal branching structure of the R_f group and the molecular thermal mobility of thin films, such as PFABr, PFMAbr, PFFA and PFFA. PFAbr, PFMAbr thin film, terminal divergence, PFA, PFMA, wiper oil, wiper oil. One side, PFAbr PFMAbr Previous research results show that PFMA system has a strong main lock and a strong molecular lock, and the thermal mobility of R_f base is inhibited. In this case, PFMAbr's square is high in water and α-position is low in water. The above results show that the short lock R_f base has high water resistance and the main lock R_f base has high water resistance. The PFFA thin film with short chain and high water repellency In addition, PFMA has a tendency to lower the oil content, PFFA has a tendency to lower the oil content, and PFMA has a tendency to lower the oil content. X-ray reflection measurement, PFFA, and order structure formation. The PFFA is the most important factor in the formation of order structure, and the PFMA is the most important factor in the molecular heat lock. The results of this interaction are as follows: Bipolar-dipole interaction of C-F bonds The above results, chemical structure and properties are considered, and the selection of substitution groups, short-chain Rf groups, and high-level wipers are possible.

项目成果

Molecular Aggregation States of Crystalline Fluorinated Polymer Thin Films

结晶氟化聚合物薄膜的分子聚集态

• 发表时间: 2008
• 作者: K. Honda;M. Morita;S. Sasaki;O. Sakata;A. Takahara
• 通讯作者: A. Takahara

ポリ(フルオロアルキルメタクリレート)薄膜における撥水性発現機構と表面表面分子鎖熱運動性の関係

聚甲基丙烯酸氟烷基酯薄膜的憎水表现机制与表面分子链热迁移率的关系

• 发表时间: 2007
• 作者: 本田幸司;森田正道;佐々木園;坂田修身;高原 淳
• 通讯作者: 高原 淳

Surface Molecular Aggregation Structure and Surface Physicochemical Properties of Poly (fluoroalkyl acrylate) Thin Films

聚丙烯酸氟烷基酯薄膜的表面分子聚集结构及表面理化性能

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Physics, Conference series 未定(In press)
• 作者: K. Honda;H. Yamaguchi;K. Kobayashi;M. Morita;and A. Takahara
• 通讯作者: and A. Takahara

フルオロアルキルアクリレート系高分子薄膜の表面特性と表面分子鎖凝集構造

丙烯酸氟烷基酯聚合物薄膜的表面性质及表面分子链聚集结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: 高分子論文集 64
• 作者: 本田幸司;森田正道;高原 淳
• 通讯作者: 高原 淳

Molecular aggregation state of surface-grafted poly{2-(perfluorooctyl)ethyl acrylate} thin film analyzed by grazing incidence X-ray diffraction

• DOI: 10.1295/polymj.pj2008107
• 发表时间: 2008-09
• 期刊: Polymer Journal
• 影响因子: 2.8
• 作者: H. Yamaguchi;K. Honda;M. Kobayashi;M. Morita;H. Masunaga;O. Sakata;S. Sasaki;A. Takahara