課題番号 ：S-20-CT-0103
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：高純度透明ポリマーの作製と透明性評価
Program Title (English) ：Preparation of high purity polymer and measurement of transparency
利用者名（日本語） ：谷尾宣久
Username (English) ：TANIO Norihisa
所属名（日本語） ：公立千歳科学技術大学
Affiliation (English) ：Chitose Institute of Science and Technology

１．概要（Summary ）
ポリマーを光ファイバーとして用いるためには極めて高い透明性が求められている。散乱の面からポリマーを高透明化するためには、不均一構造の大きさと屈折率差を小さくさせる不均一構造制御が必要である。屈折率不均一構造の発生は作製条件、熱処理条件に依存する。ここではポリメタクリル酸メチル（PMMA）固体を種々の条件で重合し、光散乱法による不均一構造解析と透明性の評価を行った。

２．実験（Experimental）
綿密な精製を行ったモノマーをアンプル中で熱重合することにより、円柱状のPMMA固体を得た。モノマーを高純度化するために液体窒素が必要であり、液体窒素自動供給装置（NMR付属）を使用した。
光散乱測定は光散乱測定装置を用いて行った。円柱状のサンプルに側面からレーザー光を入射し、散乱光強度の角度依存性を解析することにより、固体内の不均一構造の大きさの目安である相関距離と不均一構造と媒体との屈折率差を求め、透明性を評価した。

３．結果と考察（Results and Discussion）
Fig.1に異なる重合温度、重合時間で塊状重合することによって得た高純度なPMMA固体の等方性光散乱強度VVの角度依存性を示す。ガラス転移温度（Tg）以上の温度で重合されたPMMA（Sample A）は不均一構造が存在せず全光散乱損失（αt）が13.5 dB/kmとなった。一方、Tg以下の温度で重合されたPMMA（Sample B）には数十nmの大きさで10－4オーダーの屈折率差を持つ不均一構造が存在することが確認され、αtは48.6 dB/kmであった。そしてTg以下でさらに長時間（720hr）重合したPMMA（Sample C）はSample Bと比べ不均一構造の大きさは大きくは変わらないが屈折率差が大きくなり、αtが1019.9 dB/kmになった。透明性を阻害する不均一構造の原因を解明する必要がある。

４．その他・特記事項（Others）
なし

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) 谷尾宣久, 「透明ポリマーの光学特性と高性能化」, 工業材料, Vol.69, No.3, pp.16-21, 2021
(2) 天満大稀, 谷尾宣久, 第69回高分子学会年次大会, 令和2年5月27日
(3) 谷尾宣久, 「透明高分子材料の光学特性と高性能化（招待講演）」, 高分子学会主催「ポリマーフロンティア２１」, 令和3年3月8日
　
６．関連特許（Patent）
なし