シランカップリング剤の効果と最適使用法

金属・無機材料の表面改質や有機材料と無機材料の相溶性を改善する試薬として、シランカップリング剤は工業的に広く利用されている。シランカップリング剤は、有機材料と無機材料間に新たな界面層を形成させ、両成分の相溶性や接着性を高めたり、無機材料の分散性を向上させる効果がある。また近年、新しい材料としてゾルーゲル法や無機微粒子を使った有期-無機ナノコンポジット/ナノハイブリッド材料の開発研究が盛んに行われているが、シランカップリング剤は複合化に重要な役割を果たしている。 　ここでは、シランカップリング剤の種類、機能、作用機構、効果的な使用法、処理効果、表面分析・解析法や有機‐無機ハイブリッド材料への応用について、シランカップリング剤の基礎から応用について概説する。

1. シランカップリング剤の概要
   1. シランカップリング剤とは
   2. シランカップリング剤の種類
   3. シランカップリング剤の機能
   4. シランカップリング剤の使用量と使用方法
2. シランカップリング剤の反応と作用機構
   1. シランカップリング剤の反応
   2. ゾル-ゲル法の基礎
      1. ゾル-ゲル法の特徴
      2. ゾル-ゲル反応の支配因子
      3. ゾル-ゲル法の応用分野
   3. 加水分解機構
   4. 加水分解反応と縮合反応
   5. 反応性 (反応速度)
   6. 加水分解反応と縮合反応に及ぼすpHの影響
   7. 無機材料への作用機構
   8. 有機材料への作用機構
3. シランカップリング剤の効果的な使い方と処理効果
   1. シランカップリング剤の選択基準-どんなシランカップリング剤を選べばよいか?
   2. シランカップリング剤の処理効果-シランカップリング剤処理でどんな効果が得られるか?
4. 表面キャラクタリゼーション―シランカップリング剤の反応状態、表面状態の分析法
   1. シリカの種類と構造
   2. 反応状態、被覆率解析・評価方法
   3. 表面状態の解析・評価方法
   4. 構造分析 (FT-IR、NMRなど)
   5. 熱分析 (DSC,TG-DTAなど)
   6. 表面分析 (XPSなど)
   7. モルホロジー分析 (走査型 (SAM) /透過型 (TEM) /原子間力顕微鏡 (AFM) )
5. シランカップリング剤の応用
   1. 樹脂、エラストマーの架橋
   2. 複合材料 (有機-無機ハイブリッド) への応用
      1. 有機-無機ハイブリッドの材料設計
      2. 有機-無機ハイブリッド材料の調製法
         • 溶液混合法/溶融混練法
         • 層間挿入法 (層剥離法)
         • ゾルーゲル法
         • 超微粒子分散法 (in-situ重合法)
         • 表面修飾粒子法 (コアシェル構造型ハイブリッド材料)
      3. 種々な有機-無機ハイブリッド材料の調製と特性
         • 汎用 (熱可塑性) 樹脂 (PMMA、PC、PSなど)
         • 耐熱性・熱硬化性樹脂 (PI、エポキシ樹脂など)
   3. 塗料・コーティング剤への応用-ハイブリッドハードコーティング剤の分子設計と開発
   4. 有機-無機ハイブリッド材料の構造・特性解析
      • 構造分析:FT-IR、29SiNMR、XPS、表面積・細孔測定
      • 特性分析:熱分析 (TG-TDA、DSC) 、力学測定 (引張試験) 、DMA (動的粘弾性) 、透明性 (VIS-UV) 、表面硬度
      • 形態 (モルホロジー) 観察:SEM、TEM、AFM
6. 参考文献
• 質疑応答・名刺交換・個別相談