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シリカ微粒子の高分散化と応用事例

10月開催 化学系セミナー  更新日:2008年09月03日
 セミナー番号【810221】 10/16講師4名
★シリカ微粒子の上手な表面改質方法
★ハイブリッドによるシリカ粒子の高付加価値化

シリカ微粒子の高分散化と応用事例


~表面改質・コーティング処理、充填技術、ハイブリッド~


講 師  

第1部: 兵庫県立大学 大学院工学研究科 機械系工学専攻
           環境エネルギー工学部門 教授 粉体工学会理事 工学博士 鈴木 道隆 氏

第2部: 山形大学 大学院 理工学研究科 准教授 博士(工学) 木俣 光正 氏

第3部: 名古屋大学 大学院工学研究科 マテリアル理工学専攻 助教 博士(工学) 棚橋 満 氏

第4部: 荒川化学工業(株) 光電子材料事業部 研究開発部
                           HBグループ グループリーダー 合田 秀樹 氏

注;第1部と第3部の講演順が入れ替わりました。


日 時 平成20年10月16日(木) 10:30~17:45

会 場 [東京・五反田] ゆうぽうと 5F かたくり

聴講料 1名につき 63,000円(消費税込、昼食・資料付)
※〔1社2名以上同時申込の場合のみ、1名につき52,500円〕

 

プログラム

第1部 10:30‐12:00

シリカ粒子の充填技術と流動性制御 

兵庫県立大学 鈴木 道隆 氏

1.微粒子の充填性、流動性と粒子物性

1-1.構成粒子の物性、粒子層の物性、微粒子操作
1-2.充填性の表現法


2.充填性におよぼす粒子径の影響

2-1.充填操作時に微粒子に働く力
2-2.ローラーの式


3.充填性におよぼす粒度分布の影響

3-1.大小2成分粒子充填層の空間率推定
3-2.ファーナスの式
3-3.鈴木らのモデル
3-4.粒度分布と充填性との関係


4.充填性、流動性におよぼす粒子形状の影響

4-1.粒子表面形状の定量化

【質疑応答】


第2部 12:45‐14:15

シリカ粒子の表面改質・コーティング処理と高分散化

山形大学 木俣 光正 氏


■講演要旨
 気相における粒子集合体の流動特性およびコロイド分散系におけるゼータ電位を含むDLVO理論から,分散性評価の考え方について示した後,分散・安定化処理方法として,シリカ粒子への界面活性剤,高分子の吸着特性およびカップリング剤などによる表面疎水化処理について概説する。また,表面処理だけでなく,積極的なコーティング処理による複合粒子化や高分散化についても概説し,最後に分散における今後の課題について示す。

■プログラム

1.分散評価方法

  1-1.粉体の流動特性(安息角)
  1-2.粉体と溶媒の親和性(沈降法)
  1-3.コロイド分散系(ゼータ電位,DLVO理論)


2.分散・安定化処理方法
  2-1.イオン性界面活性剤による分散
  2-2.高分子の吸着による分散
  2-3.表面疎水化処理


3.コーティング処理による高分散化法
  3-1.無機物コーティング(金属アルコキシド法)
  3-2.有機物・高分子コーティング
  3-3.有機溶媒系の粉体分散制御


4.シリカ粒子の表面改質・コーティング処理と高分散化

【質疑応答】


第3部 14:30‐16:00

粒子表面の親油化処理を用いない
高分子中へのシリカナノ粒子の均一分散技術

名古屋大学 棚橋 満 氏

【ご専門】 材料物理化学

■講演要旨
 疎水性の高分子マトリックスに親水性表面を有する無機微粒子を分散させることは容易ではない。特に分散粒子径がナノオーダーとなると粒子間に作用する凝集力も極めて大きくなるため,無機ナノ粒子が高分子中で均一分散した有機・無機ナノコンポジットを調製するにはナノ粒子の表面改質等が不可欠となり,多大な労力を要する。

講演者らは、強度を調整した無機ナノ粒子軟凝集体を予め作製し,高分子と共に混練することにより 凝集体をせん断力にて高分子融体内部で破砕・分散させる技術(直接溶融混練法)を開発した。この方法は,分散粒子の表面活性を低下させることに繋がる分散粒子の表面改質を必要としないため,ナノコンポジットの生産性が向上するばかりでなく,新規特性の発現が期待されるナノ粒子の表面活性を保持したまま,高分子中に分散させることができる利点を有する。

粒子分散性の向上には、無機ナノ粒子のコロイダル水溶液を出発原料として調製する凝集体の孔構造と 強度の制御が必要不可欠である。コロイド科学を基に実験結果を整理し,高分子中への分散に適した軟凝集体の調製条件について検討した。

さらに,調製した凝集体を用いて高分子中への分散を試み,分散性について検討すると共に,得られたコンポジット材料の機械的・熱的特性の評価も行った。講演では,開発した分散技術を用いたシリカ/高分子系ナノコンポジットの調製および諸特性に関する研究成果を紹介する。さらに,高分子マトリックス中の分散ナノ粒子がコンポジット全体の特性に及ぼす影響についても解説する。


■プログラム

1.水溶液中のコロイド粒子の分散・凝集

  1.1 粒子間の相互作用
  1.2 シリカナノ粒子多孔質軟凝集体の調製方法
  1.3 シリカナノ粒子多孔質軟凝集体の孔構造・解砕強度

2.各種高分子中へのシリカナノ粒子多孔質軟凝集体の解砕・分散

  2.1 混練時の溶融高分子内部に発生するせん断応力
  2.2 凝集体の孔構造・強度と高分子中へのシリカ分散性の関係
  2.3 高分子の親・疎水性とシリカ分散性の関係

3.各種シリカ/高分子ナノコンポジットの特性

  3.1 シリカ/ポリプロピレン系ナノコンポジットの結晶化挙動
  3.2 シリカ/テフロン系ナノコンポジットの引張り特性

【質疑応答】


第4部 16:15‐17:45

シリカ系有機無機ハイブリッドの創製と応用

荒川化学工業(株) 合田 秀樹 氏

1.ゾルーゲルハイブリッド


2.分子ハイブリッドの分子設計法


3.エポキシ樹脂-シリカハイブリッド/フェノール樹脂-シリカハイブリッド
  <超耐熱性、密着性、超絶縁性、無着色の樹脂素材>

 1)分子設計と作製
 2)特性  
 3)ハイテク分野他での実用化事例と課題
 4)接着剤、コート剤の配合テクニック

4.ウレタン-シリカハイブリッド<超耐熱性ゴム素材>
 
  1)特性
  2)各用途での実用化事例と課題


5.ポリイミド-シリカハイブリッド<無電解メッキ可能なイミドフィルム>

 1)分子設計と作製
 2)ポリイミド-シリカハイブリッドからの積層体作製
 3)無電解メッキ金属層の形成とメッキ密着機構


6.シルセスキオキサン型ハイブリッド
 1)シルセスキオキサンとは?
 2)エン-チオール型光硬化反応

【質疑応答】