2位置換ピリジン類を基本骨格とする擬態分子構造を用いた新たな接着原理の構築

以2-取代吡啶为基本骨架的模拟分子结构构建新的粘附原理

基本信息

批准号：
21K04670
负责人：
古谷昌大
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Fukui National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題の2年目である令和4年度においては，接着材料の主要構成要素であるモノマーの改良を検討した．周囲の環境に応じて化学構造を変化させ相互作用を最大化させる「擬態分子構造」としては，2-ヒドロキシピリジル基を選択した．この構造を分子内に有するメタクリラートモノマーを合成したところ，中程度の収率で得ることに成功した．重合性官能基として，アクリロイル基よりも反応性がやや小さいメタクリロイル基を採用したことで，精製中の副反応を抑えられたと考えている．興味深いことに，同モノマーは無色透明液体であることがわかり，これは今後「擬態分子構造」を高密度に含んだ光接着材料を開発するにあたって有利な性状である．光ラジカル開始剤とともに作製した光接着材料を用いて，ガラスとガラス，あるいはガラスと異種材（銅，ステンレス，アルミニウム，ポリプロピレン）を，ラジカルUV硬化反応により接着させた．使用波長は365 nm，照度は2.9 mW/cm2，露光エネルギーは1 J/cm2として光接着を行ったところ，最大で約6 MPaの剪断応力を達成できた．ガラス－ガラス光接着試料において，約110℃に加熱することで熱解体することを確認した．さらに，解体後の基板どうしを圧着させ70℃で加熱し室温に戻すことで，再接着することも確認した．以上のように，光接着材料中で用いることができる新たな「擬態分子構造」を見出すことに成功した．一方，ガラス－異種材光接着試料においては，主にガラス基板側に接着層が残るかたちで破断が起こった．異種接着材料としては好ましくない結果ではあるが，本研究課題項目の一つである「接着シートの作製」に向けた予備的実験と位置付けられた．また，接着層をまとまった形で自立膜として回収することができるため，接着層の熱物性や分子状態測定につなげられる成果として前向きに捉えている．

在该研究主题的第二年，即2022财政年度，我们检查了单体的改进，这是粘合剂材料的主要组成部分。选择一个2-羟基吡啶基基团作为“模拟分子结构”，该基团根据周围环境改变化学结构并最大化相互作用。当在分子中合成具有该结构的甲基丙烯酸酯单体时，它们能够以中等产率获得它们。我们认为，与丙烯酰基组相比，甲基丙烯酰基的使用略微抑制了纯化过程中的侧反应。有趣的是，发现单体是一种无色透明液体，在未来开发的光粘粘材料的开发中，这是一个有利的特征，其中包含“模仿分子结构”的高密度。通过自由基紫外线固化反应键合粘合使用使用光自动引发剂，玻璃和玻璃和不同材料（铜，不锈钢，铝，聚丙烯）制备的光粘着材料。当使用的波长为365 nm时，照明率为2.9 mW/cm2，暴露能量为1 j/cm2，并且达到了大约6 MPa的剪切应力。已确认将玻璃玻璃光粘粘样样品加热到约110°C以拆除样品。此外，已经确认，通过将它们压在一起，在70°C加热并将其返回室温，将拆卸的底物重新安装。如上所述，我们成功地找到了可用于光粘附材料的新的“模拟分子结构”。另一方面，在玻璃隔离的材料光粘附样品中，断裂主要是由于玻璃基板侧剩余的粘合剂层。尽管该结果对于一种异质的粘合剂材料是不可取的，但它被定位为“制备粘合剂片”的初步实验，这是本研究主题中的一项。此外，由于可以以粘性形式恢复粘合剂层作为独立膜，因此它是测量粘附层的热性能和分子状态的结果。