シランカップリング剤の基礎、界面構造制御と機能材料への応用

セミナー趣旨

　近年、シランカップリング剤は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ている。従来は界面の制御による接着・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、さらに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、シランカップリング剤による種々な材料への表面処理法や反応、処理表面の分析・解析などを具体的な実験例（マニュアル）を中心にやさしく説明する。
　

受講対象・レベル

・企業でカップリング剤処理、表面処理を行う技術者
・コンパウンド、複合材料（ナノコンポジット／ナノハイブリッド）の新規材料開発者

習得できる知識

・シランカップリング剤の種類
・シランカップリング剤の選択基準と効果的使用法
・シランカップリング剤の作用機構
・処理効果
・ナノ粒子の調製と粒径制御法
・シランカップリング剤の表面処理法
・反応・表面分析／解析法
・シランカップリング剤の応用（複合材料＜ナノコンポジット／ナノハイブリッド＞や新規機能材料の設計、合成、特性解析法）

セミナープログラム

1. シランカップリング剤の概要
　1-1. シランカップリング剤とは
　1-2. シランカップリング剤の種類と化学構造
　1-3. シランカップリング剤の機能
　1-4. 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）
　1-5. 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
　2-1. シランカップリング剤の反応
　2-2. 加水分解・縮合反応と反応機構
　2-3. 加水分解・縮合反応の制御
　　（a）シランカップリング剤の反応性（反応速度）
　　（b）加水分解性基の影響
　　（c）有機残基の影響
　　（d）pHの影響
　2-4. 無機材料表面への修飾反応と反応機構
　2-5. シランカップリング剤、反応条件の影響、界面構造の制御
　　（a）pHの影響
　　（b）溶液濃度及び反応温度の影響
　　（c）無機材料の影響
　　（d）界面構造の影響
　2-6. 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
　3-1. 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？
　3-2. シランカップリング剤の使い方－効果的な使い方は？
　3-3. 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．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
　4-1. シリカの種類と構造
　4-2. シリカの表面構造と反応性
　4-3. シルセスキオキサン粒子の調製
　4-4. ラダー型ポリシルセオキサンの調製
　4-5. なぜ界面の制御が必要か？
　4-6. シランカップリング剤による表面修飾・改質技術
　　4-6-1. 表面処理法（a）固相法、（b）溶液法、（c）気相法
　　4-6-2. シランカップリング剤による表面修飾処理の実験例
　　　（a）ナノ粒子
　　　（b）ガラス板
　　　（c）シリコンウェハー
　　　（d）ステンレススチール

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
　5-1. シランカップリング剤の反応解析、被覆率解析方法
　5-2. 表面状態の解析・評価方法
　（a）構造分析（FT-IR、NMR など）
　（b）熱分析（DSC，TG-DTA など）
　（c）表面分析（XPS、原子間力顕微鏡（AFM））

6．シランカップリング剤の応用
　6-1. 樹脂、エラストマーの架橋
　6-2. 複合材料（有機－無機ハイブリッド）への応用
　　6-2-1. 有機－無機ハイブリッドの材料設計
　　6-2-2. 有機－無機ハイブリッド材料の調製法
　　　（a）溶液混合法／溶融混練法
　　　（b）層間挿入法（層剥離法）
　　　（c）ゾルーゲル法
　　　（d）微粒子分散法（In－situ重合法）
　　　（e）表面修飾粒子法（コアシェル構造型ハイブリッド材料）
　　6-2-3. 種々な有機－無機ハイブリッド材料の調製と特性　
　　　（a）汎用（熱可塑性）樹脂（PMMA、PC、PSなど）
　　　（b）耐熱性・熱硬化性樹脂（PI、エポキシ樹脂など）
　　6-2-4. 有機－無機ハイブリッド材料の構造・特性解析 
　6-3. 塗料・コーティング剤への応用
　6-4. 高機能材料への応用

7．参考図書

キーワード：
シランカップリング剤,表面,処理,加水分解,縮合反応,ナノ粒子,分析

セミナー講師

FAMテクノリサーチ 代表　高分子学会フェロー　工学博士　山田 保治　氏

＜ご専門＞
　高分子合成、機能性高分子材料、ポリイミド、複合材料、気体分離膜

＜学協会＞
　高分子学会、日本ゾル-ゲル学会、日本膜学会、日本ポリイミド・芳香族系高分子会議、東北ポリマー懇話会

＜ご略歴＞
　1971年　名古屋工業大学　工学部　工業化学科卒業
　1973年　京都大学大学院　工学研究科　石油化学専攻修了
　1973年　住友化学工業株式会社　中央研究所
　1982年　新日鐵化学株式会社　技術研究所
　2000年　名古屋工業大学教授
　2007年　京都工芸繊維大学教授
　2012年　京都工芸繊維大学　特任教授
　2013年　神奈川大学客員教授、岩手大学客員教授、名古屋産業科学研究所中部TLO技術アドバイザー、日本工学アカデミー会員
　2015年　高分子学会フェロー
　2018年　エフエイエムテクノリサーチ（FAM TechnoResearch）代表

セミナー受講料

55,000円（税込、資料付）
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