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電子メディエーターを用いたフッ素ポリマーの新規表面改質法の開発

使用电子介体开发含氟聚合物的新表面改性方法

基本信息

批准号：
22K04728
负责人：
石松亮一
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04728/
关键词：
ラジカルアニオン酸化還元電位フッ素ポリマー分光電気化学

项目摘要

ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）の表面に存在するフッ素は、電気化学的に、約－2 V vs SCE程度で還元脱離することが知られている。したがって、これより負に大きな還元電位を持つ有機化合物のラジカルアニオンを電極反応で生成し、これを電子メディエーターとして用いることによって、表面処理が可能である。PTFEの表面処理で一般的に用いられる金属ナトリウムを含む処理剤は負に還元電位が大きく（したがって非常に反応性が高く）、PTFEの表面処理は数秒で完了するが、処理時間の増加とともに表面粗さの増加や、処理層の剥離が起こる。そこで、よりマイルドな条件で行うことによって、表面処理をより精密に制御できると考えた。本年度では、、－2.1 vs SCE程度の還元電位を持つピレンからピレンのラジカルアニオンをバルク電解で発生させ、これを電子メディエーターとして用いることによってPTFEの表面処理を行った。PTFE片をピレンのラジカルアニオンが生成する電解槽に投入し、ピレンの電気化学的な還元を行ったところ、PTFE片が黒色に変化した。FTIR測定を行い、この変色したPTFEの表面に存在する官能基を調べたところ、C-F結合の伸縮振動に由来するピークの減少と、様々な官能基に由来するピークが新たに出現することが確認された。さらにESR測定を行ったところ、ラジカルに起因する吸収ピークが観測された。これらの測定からPTFE表面に存在するフッ素が、ピレンのラジカルカチオンによって還元脱離することが分かった。また濃度依存性についても確認を行い、高濃度においては、表面処理が促進されることも示した。なお、－1.9 vs SCE程度の還元電位を持つジフェニルアントラセンを電子メディエーターに用いた場合には、PTFE片の変色は起こらなかった。

The surface of ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) has するフッ element は, electrochemical に, about -2 V vs The level of SCE is not the same as the original one.したがって, これよりnegative に大きなreduction potential をhold つorganic compound のラジカルアニオンをelectrode reactionでGeneration し, これをelectronic メディエーターとして use いることによって, surface treatment がpossible である. The surface treatment of PTFE is generally used.が高く), the surface treatment of PTFE is completed in a few seconds, the processing time is increased, the surface roughness is increased, and the treatment layer is peeled off.そこで, よりマイルドなconditioned で行うことによって, surface treatment をよりprecision にcontrol できると卡えた. This year's では,, -2.1 vs SCE degree of reduction potential of electrolytic electrolysisせ、これをelectronic メディエーターとして uses いることによってPTFEのsurface treatment を行った. PTFE sheet is produced and put into the electrolytic cell. Rino Denki Chemical's regenerating products and PTFE sheet's black coloring products. FTIR measurement of the presence of を行い, この変色したPTFE surface, するfunctional group, べたところ, and C-F bonding のThe origin of the shrinkage vibration is the decrease of the functional group, and the origin of the functional group is the appearance of the new functional group and the confirmation of the new appearance.さらにESR measurement を行ったところ, ラジカルに Cause するAbsorption ピークが観measurement された.これらのMeasurement of the presence of するフッが and ピレン on the surface of PTFEのラジカルカチオンによって returned to the original form and separated from することが分かった. Concentration dependence is confirmed, high concentration is confirmed, surface treatment is promoted, and surface treatment is shown. Nana、-1.9 vs SCE degree of reduction potential The エーターに is used in various occasions, and the PTFE sheet is used in different situations.