シランカップリング剤の反応メカニズム、使い方、密着性や物性の評価

第1部 シランカップリング剤の反応メカニズム、概要

(2024年3月27日 10:30〜12:30)

　本講では、シランカップリング剤を用いた各種工業材料開発の際重要となる、シランカップリング 剤の反応過程、反応性に影響する諸因子と、シランカップリング剤により形成可能な無機・有機界 面とその様相などについて概説する。

1. シランカップリング剤の反応過程
   1. シランカップリング剤の反応
   2. 加水分解反応
   3. 重縮合反応
2. シランカップリング剤の反応に影響する諸因子
   1. 加水分解・重縮合反応に及ぼすpHの影響
   2. 反応前処理の影響
   3. 溶媒、反応物濃度の影響
   4. 反応環境 (気相・液相) の影響
3. シランカップリング剤の界面層形成
   1. 酸化物無機材料への界面形成
   2. 金属無機材料へのメルカプト基を介する界面形成
   3. 有機材料への界面形成機構
      • メルカプト基 (含硫黄官能基)
      • エポキシ基
      • アミノ基
   4. ナノスケールで見る「理想的」 界面層と「実際の」界面層
• 質疑応答

第2部 各種シランカップリング剤の特性、その応用について

(2024年3月27日 13:15〜14:45)

　有機材料と無機材料を結ぶ仲介役として使用されているシランカップリング剤の構造 や作用機構など基礎的知識からシランカップリング剤水溶液の使いこなし、粉体処理 など応用事例を解説します。

1. シランカップリング剤とは
   1. シランカップリング剤の構造
   2. シランカップリング剤の作用機構
   3. シランカップリング剤の応用事例
2. シランカップリング剤水溶液の使いこなし
   1. 加水分解速度
   2. 水溶液中のシロキサン組成
3. シランカップリング剤による粉体処理
   1. 湿式処理法による粉体処理
   2. 乾式処理法による粉体処理
4. シランカップリング剤による樹脂改質
5. 各種シランカップリング剤の使用例
6. 最新のシランカップリング剤のご紹介
   1. 長鎖スペーサー型シランカップリング剤
   2. 官能基保護型シランカップリング剤
   3. 多官能基型シランカップリング剤
   4. ブロック型シランカップリング剤」
   5. 多加水分解基型シランカップリング剤
   6. VOCフリー型シランカップリング剤 他
• 質疑応答

第3部 シランカップリング剤界面の密着性予測シミュレーション

(2024年3月27日 15:00〜16:30)

　分子シミュレーションとマテリアルズ・インフォマティクスを活用して、カップリング剤との界面での 密着性を高める材料を設計する方法について解説する。

1. 材料設計における高効率化の課題
2. マテリアルズ・インフォマティクスを活用した異種材料界面の高密着化
3. カップリング剤との密着強度に優れた金属箔を設計する解析モデル
4. 解析方法
   1. 分子動力学法による密着強度の解析手法
   2. タグチメソッドによる直交表を用いた感度解析の方法
   3. 応答曲面法による密着性向上設計手法
5. 解析結果および考察
   1. 密着強度の感度についての解析結果
   2. ロバスト性の解析結果
   3. 設計指針および結果の考察
6. 実験との比較
• 質疑応答