シランカップリング剤の効果的活用法

シランカップリング剤は主として界面制御による接着・密着性や異種材料の親和性・相溶性の向上などに使用されていたが、近年飛躍的に応用分野が広がり多種多様な工業分野で使用されるようになってきた。従来の接着・密着性の向上に加え、新規機能材料として盛んに研究され、既に塗料やコーティング剤として実用化されている有機-無機複合 (ハイブリッド) 材料の開発において、複合化に不可欠な薬品として使用され重要な役割を果たしている。このように、新規材料開発におけるシランカップリング剤の用途はますます拡大し重要となっている。 　本セミナーでは、シランカップリング剤を実務で効果的に活用するための基礎をわかりやすく説明し、有機-無機ナノハイブリッドや機能材料へ応用するためのナノ粒子の調製と粒径制御、種々な材料への表面処理法や反応、処理表面の分析・解析などの具体的な実験例 (マニュアル) を中心にやさしく説明する。

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と化学構造
   3. シランカップリング剤の機能
   4. その他のカップリング剤
      • ジルコニウム
      • チタネート系カップリング剤
   5. シランカップリング剤の効果的な使用量と使用方法
2. シランカップリング剤の反応、反応制御、作用機構および界面構造の制御と最適化
   1. シランカップリング剤の反応
   2. 加水分解・縮合反応と反応機構
   3. 加水分解・縮合反応の制御
      1. シランカップリング剤の反応性 (反応速度)
      2. 加水分解性基の影響
      3. 有機残基の影響
      4. pHの影響
   4. 無機材料表面への修飾反応と反応機構
   5. シランカップリング剤、反応条件の影響、界面構造の制御と最適化
      1. pHの影響
      2. 溶液濃度及び反応温度の影響
      3. 無機材料の影響
      4. 界面構造の影響
   6. ジルコニウム系及びチタネート系カップリング剤の活用
3. シランカップリング剤の選択基準、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使い方-効果的な使い方は?
   3. 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. ナノ粒子の調製法と粒径制御およびシランカップリング剤による表面処理法-界面・分散性の制御
   1. ナノ粒子の調製法
   2. ゾル-ゲル法の基礎と応用
      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
   3. シリカの合成法、種類、構造と粒径制御
      1. 気相法
      2. 液相法
      3. Stober法
   4. シリカの表面構造と反応性
   5. なぜ界面の制御が必要か?
   6. 有機-無機ハイブリッド材料の合成法
      • ゾルーゲル法
      • 微粒子分散法 (コア-シェル型ハイブリッド材料)
   7. シランカップリング剤による表面修飾・改質技術
      1. 表面処理法
         1. 固相法
         2. 溶液法
         3. 気相法
      2. シルセスキオキサン粒子の調製
      3. ラダー型ポリシルセオキサンの調製
      4. シランカップリング剤による表面修飾処理の実験例 (代表的な実験マニュアル)
         1. ナノ粒子
         2. ガラス板
         3. シリコンウェハー
         4. ステンレススチール
   8. 機能性材料への応用
5. 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. シランカップリング剤の反応解析、被覆率解析方法
   2. 表面状態の解析・評価方法
      1. 構造分析
         • FT-IR
         • NMR など
      2. 熱分析
         • DSC
         • TG-DTA など
      3. 表面分析
         • XPS
         • 原子間力顕微鏡 (AFM)
6. 参考図書
• 質疑応答