Formation of double roughness structures on surface of polymer blend film using atmospheric pressure low temperature plasma

利用常压低温等离子体在聚合物共混膜表面形成双粗糙结构

• 批准号: 22K04251
• 负责人: 山本 雅史
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kagawa 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: 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-22K04251/
• 关键词: バイオミメティクス; ダブルラフネス; 大気圧低温プラズマ; ポリマーブレンド; ポリマーブレ ンド; ダブルラフネス構造

本研究では，溶媒・ポリマー・プラズマの3つの要素と微細構造の形状との関係を明らかにし，ポリマー表面における微細構造の形成メカニズムを解明することで，新しい微細構造形成技術を開発することを目的としている。この目的の達成に向けた取り組みについて，以下のとおり，今年度の研究成果を報告する。〇相溶系ポリマー（ポリメチルメタクリレート（PMMA）／ポリフッ化ビニリデン（PVDF））について，溶媒キャスト法でのポリマー膜の作製のために，溶媒の選定や溶液濃度の検討を行い，ポリマー膜の作製条件を把握した。また，非相溶系として，PVDFの代わりにポリスチレン（PS）を用いて，同様に膜作製条件を検討した。〇濃度の異なるポリマー溶液を調製し，膜作製条件を変えて，残留溶媒量が異なるポリマー膜を作製した。膜の表面状態を観察した結果，細かい孔が形成されていることを確認した。膜を削り取って回収し，膜内の残留溶媒量を調べた結果，残留溶媒量は3～5 wt%であり，膜体積のおよそ10%程度が空隙であると推測できた。〇PMMA膜，PVDF膜およびPS膜について，大気圧低温プラズマ照射によるエッチング速度を調べた。PVDF膜やPS膜のエッチング速度は，PMMA膜のおよそ半分程度であった。このエッチング速度の差を利用することで，ダブルラフネスにおける大きな凹凸を形成できると見込んでいる。〇プラズマ照射中のポリマー表面の温度上昇を調べた。プラズマと基板との距離を数10 mmとして，数10 Wのプラズマ点灯電力で照射すると，数分以内でおよそ200 °Cに到達することがわかった。各ポリマーの熱物性に応じたプラズマ照射条件の最適化を検討していく。

这项研究的目的是通过阐明溶剂、聚合物和等离子体三要素与微结构形状之间的关系，并阐明聚合物表面微结构的形成机制，开发一种新的微结构形成技术。为实现这一目标，现将今年的研究成果汇报如下。 〇对于相容性聚合物（聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/聚偏二氟乙烯（PVDF）），为了使用溶剂流延法制造聚合物薄膜，我们研究了溶剂和溶液浓度的选择，并确定了制造聚合物薄膜的条件我想通了。我们还研究了使用聚苯乙烯 (PS) 代替 PVDF 作为不相容系统的膜制造条件。 〇制备不同浓度的聚合物溶液，改变制膜条件，制备出残留溶剂量不同的聚合物膜。观察膜的表面状态，结果确认形成了细孔。刮取并收集膜并检查膜内部的残留溶剂量，结果残留溶剂量为3～5wt％，并且估计膜体积的大约10％是空隙。 〇研究了常压低温等离子体照射对PMMA膜、PVDF膜、PS膜的蚀刻速率。 PVDF膜和PS膜的蚀刻速度大约是PMMA膜的一半。预期通过利用该蚀刻速度的差异，将有可能形成双粗糙度的大的不规则性。 〇研究了等离子体照射时聚合物表面的温度上升。发现当等离子体和基板之间的距离设定为几十mm并且用几十W的等离子体照明功率照射等离子体时，温度在几分钟内达到约200℃。我们将根据每种聚合物的热物理性质考虑优化等离子体照射条件。

项目成果

大気圧低温プラズマを用いたダブルラフネス構造の形成方法の提案

提出一种利用大气压低温等离子体形成双粗糙结构的方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Yamamoto Masashi;Hamasaki Tomoyuki;Sekiguchi Atsushi;Minami Hiroko;Aikawa Masayasu;Horibe Hideo;山本雅史，三谷克己，谷野柊，鹿間共一，岡本治樹，堀邊英夫
• 通讯作者: 山本雅史，三谷克己，谷野柊，鹿間共一，岡本治樹，堀邊英夫

Development of Bile Duct Stent with Antifouling Property Using Atmospheric Pressure and Low Temperature Plasma

利用常压低温等离子体开发防污胆管支架

• DOI: 10.2494/photopolymer.35.233
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Photopolymer Science and Technology
• 影响因子: 0.8
• 作者: Yamamoto Masashi;Hamasaki Tomoyuki;Sekiguchi Atsushi;Minami Hiroko;Aikawa Masayasu;Horibe Hideo
• 通讯作者: Horibe Hideo