フッ素系高分子からなるイオン穿孔膜の作製; 潜在飛跡の構造と前処理効果

Preparation of fluoropolymer-based ion-track membranes; Structure of latent tracks and pretreatment effect

八巻 徹也; Nuryanthi, N.*; 越川 博; 澤田 真一; 箱田 照幸; 浅野 雅春; 前川 康成; Voss, K.-O.*; Severin, D.*; Seidl, T.*; Trautmann, C.*

Yamaki, Tetsuya; Nuryanthi, N.*; Koshikawa, Hiroshi; Sawada, Shinichi; Hakoda, Teruyuki; Asano, Masaharu; Maekawa, Yasunari; Voss, K.-O.*; Severin, D.*; Seidl, T.*; Trautmann, C.*

本研究では、より穏和なエッチング条件の下で、潜在飛跡以外の未照射部へ化学的損傷が及ばない一方、より速く効率的にポリフッ化ビニリデン(PVDF)イオン穿孔膜を作製することを目的として、潜在飛跡内に存在する化学種の構造や反応性を調べた。その結果、照射と同時に生成したラジカルを介して、PVDF鎖中及び切断末端の不飽和結合がおもに生成することがわかった。また、このような飛跡内の生成物にのみ作用しエッチングを加速するための改質過程、いわゆる前処理の方法としてオゾン曝露の有効性を示した。

We examined chemical structures of the defects in an ion track penetrating through poly(vinylidene fluoride) (PVDF), and accordingly, presented a pretreatment technique for achieving more efficient track etching. A 25 m-thick PVDF film was bombarded with 1.1 GeV U or 450 MeV Xe ions. According to the infra-red spectroscopy and residual gas analysis, the formation of many double bonds were found to occur in the PVDF main chain with the evolution of hydrogen fluoride. The knowledge of the solubility in a permanganate alkaline solution and our preliminary experiment suggested the importance of oxidized tracks for the easy introduction of the etching agent. We finally found that the pretreatment with ozone could oxidize the double bonds in the tracks, thereby vigorously promoting track etching before breakthrough.