シランカップリング剤の効果的活用法

セミナー趣旨

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。

習得できる知識

・シランカップリング剤の種類、選択基準、効果的使用法
・シランカップリング剤の作用機構
・ナノ粒子の調製と粒径制御法
・シランカップリング剤による固体表面修飾反応
・シランカップリング剤の表面処理効果、表面分析／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と最適化　
　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
　　（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
　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
　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．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
　4.1 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—ナノ粒子の調製と粒径制御（Stober法）
　4.2 シリカの表面構造と反応性
　4.3 なぜ界面の制御が必要か？
　4.4 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）］
　4.5 シランカップリング剤による表面修飾・改質技術
　 4.5.1 表面処理法
　　　（1）固相法
　　　（2）溶液法
　　　（3）気相法
　 4.5.2 シルセスキオキサン粒子の調製
　 4.5.3 ラダー型ポリシルセオキサンの調製
　 4.5.4 シランカップリング剤によるナノ粒子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）カーボン材料
　　　（3）金属材料
　　　（4）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
　　（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．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
　　　（1）溶液混合法／溶融混練法
　　　（2）層間挿入法（層剥離法）
　　　（3）ゾルーゲル法、
　　　（4）微粒子分散法（In−situ重合法）
　　　（5）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　
　　　（1）汎用（熱可塑性）樹脂（PMMA、PC、PSなど）
　　　（2）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

【質疑応答】

セミナー講師

ＦＡＭ テクノリサーチ　代表　博士(工学)　山田 保治 氏

略歴
1971年3月 : 名古屋工業大学 工学部 工業化学科卒業
1973年3月 : 京都大学大学院 工学研究科 石油化学専攻 修了
1973年4月 : 住友化学工業株式会社 中央研究所
1981年4月 : ダウケミカル日本株式会社 主任研究員
1982年7月 : 新日鐵化学株式会社 技術研究所 統括部長
2000年7月 : 名古屋工業大学 教授
2007年10月 : 京都工芸繊維大学 教授
2012年 : 京都工芸繊維大学 特任教授、神奈川大学 客員教授
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研究員、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 FAM テクノリサーチ 代表

専門
高分子合成、機能性高分子材料、複合材料（ナノハイブリッド材料）、気体分離膜、電子材料

著書・論文
ポリイミドの高機能化と応用技術 , 第1章 第2節 アロイ化・複合化によるポリイミドの機能制御, サイエンス&テクノロジー (2008)
PMMA-シリカハイブリッド材料の合成と光学特性制御,MATERIAL STAGE. Vol.8 (2) , 54 (2008)
ナノポア構造を制御した多孔性ポリイミドフィルム, コンバーテック, 2009 (7) , 76 (2009)
シランカップリング剤の界面での処理効果, 技術情報協会 (書籍) (2010)
UV硬化型有機-無機ハイブリッドハードコート技術自動車窓ガラスの樹脂化 (樹脂グレージング) -樹脂の改質・成形加工・ハードコート・耐久性評価・法規制-技術情報協会 (書籍) (2010)
Physical and Gas Transport Properties of Hyperbranched Polyimide–Silica Hybrid Membranes Membrane Gas Separation、 (Wiley & Sons Ltd) (2010) 他 多数

学会賞など
1997年6月 日本接着学会 論文賞
2014年 高分子学会 フェローアカデミア (レヴュー・スカラー)

研究・業務
Ziegler-Natta系重合触媒、ポリオレフィン(PE、PP)、生体適合性材料、高機能高分子材料（ポリイミドなど）、複合材料（ナノハイブリッド）、バイオベースポリマー（ポリ乳酸）、気体分離膜などの研究開発に従事

その他 所属・役職
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

セミナー受講料

  1名につき 55,000円（消費税込、資料付）
〔1社2名以上同時申込の場合のみ1名につき49,500円〕

受講について

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