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材料・測定・分析・合成
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シランカップリング剤の効果と使用法 [新装版]

シランカップリング剤の効果と使用法 [新装版]

【監修】
大阪工業大学 教授 中村吉伸
岡山県工業技術センター 室長 永田員也

発刊日
2010年06月07日
体裁
B5判並製本 239頁
ISBN
978-4-86428-003-7
Cコード
3058
価格(税込)
32,400
( STbook会員価格(税込)STbook会員価格
30,754 円)


【絶版】
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シランカップリング剤の効果と使用法 全面改訂版をご利用ください。

著者リスト

永田 員也 岡山県工業技術センター
岩井 亮 東レ・ダウコーニング(株)
中村 吉伸 大阪工業大学
合屋 文明 (株)東レリサーチセンター
柳澤 秀好 信越化学工業(株)
船見 文寧 湘南工科大学、元旭ファイバーグラス(株)
光石 一太 岡山県工業技術センター
山田 聿男 ダイソー(株)
田畑 晴夫 ローム(株)
高橋 勝 三井金属鉱業(株)
山下 嗣人 関東学院大学
山辺 秀敏 住友金属鉱山(株)
瀧澤 利樹 東レ・ダウコーニング(株)
西山 典宏 日本大学
鬼形 正伸 (株)ホージュン
飯田 和生 三重大学
川瀬 徳三 京都工芸繊維大学
多賀谷 基博 東京工業大学
中川 勝 東京工業大学
平松 実 岡山県工業技術センター
越智 光一 関西大学

趣旨

 シランカップリング剤は,複合材料の界面の接着性の向上のための定番となっているが,期待した結果が得られなかったことやばらつきのあることもよく耳にする。うまくいかなかった例の多くは,シランカップリング剤と高分子や無機材料との反応およびシランカップリング剤分子相互の反応と,形成される界面の構造がブラックボックスになっていることに起因している。複合材料の特性は「界面」で決まる。成功例も「why」を考えないと次につながらない。本書は,この「why」への解答が見えてくるような内容にすることを目的とした。このような観点から,シランカップリング剤の反応性や縮合体の構造について,できるだけ多くの例を挙げて解説した。「why」の追求は,きっと強力な「How」に結びつくはずである。
 また,シランカップリング剤を使用する工業分野は,電子材料や歯科材料等の複合材料から接着剤や各種表面保護フィルムの前処理等まで非常に広い。多くの応用分野におけるシランカップリング剤の使い方と効果を解説するだけでなく,可能な限り「why」を示して新技術開発に役立つものにしようとした。さらに,機能性をより高めるためにシランカップリング剤の分子設計が行われており,自己組織化材料へ応用する研究も盛んであるが,このようなトピックスも多く取り入れている。

目次

<目次>

第1章 シランカップリング剤の機能 【永田員也】 7頁
  1. 種類と機能およびその用途
  2. 加水分解
  3. フィラー表面での反応 

第2章 加水分解反応 【岩井 亮】 4頁
  1. 加水分解反応機構
  2. 加水分解反応と構造の関係
  3. 加水分解反応と外的要因
  4. 加水分解反応の速度予想とコントロール

第3章 縮合反応 【中村吉伸】 20頁
  1. 基材との反応 シランカップリング剤と無機表面との反応機構
  2. 基材表面でのシランカップリング剤の縮合反応
  3. 縮合反応とシランカップリング剤層の構造
  4. シランカップリング剤の構造の影響
  5. 縮合反応に影響する要因
  6. 縮合反応のコントロール

第4章 シランの処理作用と効果 【中村吉伸】 21頁
  1. 界面強化作用
  2. 成形性向上作用
  3. 境界層形成作用
  4. 無機材料への作用機構
  5. 有機材料への作用機構 
   5.1 熱可塑性樹脂
   5.2 熱硬化性樹脂

第5章 シランカップリング剤の分析技術 【合屋文明】 9頁
  1. シランカップリング剤の構造と特徴
  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用途
  4. シランカップリング剤の分析法
   4.1 ガスクロマトグラフィーによる分析例  
   4.2 29Si-NMR法による分析例
   4.3 19F-NMR法による分析例

第6章 処理界面の力学特性評価法 【永田員也】 11頁
  1. 弾性率
  2. 降伏強度
  3. 衝撃強度(靭性)
  4. 動的粘弾性特性
  5. その他の評価方法

第7章 シランカップリング剤の使用方法と注意点 【柳澤秀好】 14頁
  1. シランカップリング剤使用方法の概要
  2. シランカップリング剤の湿式処理法
  3. シランカップリング剤の乾式処理法
  4. シランカップリング剤の有機材料への添加
  5. シランカップリング剤の使用量

第8章 ガラス繊維/樹脂コンポジットにおけるシランカップリング剤の効果と使用法 【船見文寧】
                                                              11頁
  1. ガラス繊維基材の製造プロセスとシラン剤処理
  2. ガラス繊維/熱硬化性樹脂コンポジットにおけるシラン剤
  3. ガラス繊維/熱可塑性樹脂コンポジットにおけるシラン剤

第9章 フィラー/樹脂コンポジットにおけるシランカップリング剤の効果と使用法 【光石一太】
                                                            12頁
  1. フィラーの樹脂中への充填率向上
  2. フィラー表面の水の影響
  3. プライマーとしてのシラン剤の効能
  4. フィラー充填材料の耐熱水性
  5. 物理吸着シラン剤の洗浄効果
  6. 金属不純物の影響

第10章 ゴム/フィラーにおけるシランカップリング剤の効果と使用法 【山田聿男】 15頁
  1. シリカ配合の特殊性
   1.1 シリカと亜鉛華との反応
   1.2 シリカとゴムとの相互作用
   1.3 シリカ配合ゴムの表面構造
  2. シリカ配合ゴムの混練性と特性
   2.1 スルフィド系カップリング剤
   2.2 異なった硫黄連鎖、炭素連鎖を含有するCA
  3. CA処理シリカの特性
   3.1 ゴム中でのシリカの分散性
   3.2 アルキル基の鎖長の異なるCA処理シリカの分散性
    3.3.1 TESPT処理シリカの特性
    3.3.2 TESPT処理シリカのBRへの応用

第11章  半導体封止材におけるシランカップリング剤の効果と使用法 【田畑晴夫】 7頁
  1. 半導体パッケージの構造
  2. 半導体封止樹脂の組成
  3. シランカップリング剤の役割
   3.1 シリカの処理
   3.2 半導体素子やリードフレームとの接着力向上

第12章 プライマーにおけるシランカップリング剤の選び方と使い方 【信越化学工業/柳澤秀好】
                                                                 8頁
  1. シランカップリング剤のプライマーへの応用
  2. シランカップリング剤を使用したプライマーの調製方法
  3. シラン系プライマーの塗布方法
  4. 環境にやさしく安全なシラン系プライマー

第13章 銅箔におけるシランカップリング剤の効果と使用法 【高橋 勝、山下嗣人】 11頁
  1. 電解銅箔の製造法
   1.1 電解工程
   1.2 表面処理工程
  2. プリント樹脂基材(プリプレグ)
  3. 引き剥がし強さ(ピール強度)
  4. 銅箔とプリント樹脂基材の接着におけるシランカップリング剤の効果と使用法
   4.1 アンカー効果
   4.2 シランカップリング剤
    4.2.1 シランカップリング剤の種類
    4.2.2  γ -APS 濃度
    4.2.3 γ -APS 溶液中のpH
    4.2.4  硬化条件
  5. 最近の技術動向

第14章 金属への接着安定性向上のためのシランカップリング剤の効果と使用法 【山辺秀敏】
                                                              13頁
  1. 金属接着界面への水の浸入および蓄積
  2. クロスオーバータイムと耐湿接着性
  3. 金属用接着用カップリング剤
   3.1 シランカップリング剤
   3.2 ポリカルボン酸系カップリング剤
   3.3 チオール系カップリング剤

第15章 塗料におけるシランカップリング剤の効果と使用法 【瀧澤利樹】  3頁
  1. 塗料におけるシランカップリング剤の効果
  2. 塗料におけるシランカップリング剤の使用法
   2.1 塗料添加剤として使用する場合
   2.2 塗料樹脂の変性に使用する場合

第16章 接着剤におけるシランカップリング剤の効果と使用法 【瀧澤利樹】 3頁
  1. 接着剤におけるシランカップリング剤の効果
  2. 接着剤へのシランカップリング剤の使用方法
  3. 接着剤原料モノマーとシランカップリング剤との重合反応(シリル化)
  4. シランカップリング剤を効果的に使うための注意

第17章 樹脂改質への応用におけるシランカップリング剤の効果と使用法 【瀧澤利樹】 3頁
  1. シランカップリング剤による架橋樹脂
  2. 架橋ポリエチレン
  3. 架橋ポリエチレンパイプ

第18章 歯科材料におけるシランカップリング剤の効果と使用法 【西山典宏】 10頁
  1. バイレーヤー吸着層の形成
   1.1 付着させたシラン分子のシリカ表面への吸着挙動
   1.2 飽和吸着量
   1.3 物理吸着層の形成がシリカとマトリックスレジンとの接着性に及ぼす影響
  2. 溶液中におけるシラン分子のシリカ表面への吸着挙動
   2.1 ω−メタクリロイルアルキルトリエトキシシランのメチレン鎖長が吸着量および
      吸着状態に及ぼす影響
   2.2 シラン分子の吸着状態がレジン/シリカ界面での接着耐水性に及ぼす影響
  3. 熱処理がγ−MPTSのシリカ表面への化学吸着挙動および接着耐水性に及ぼす影響
   3.1 熱処理がγ−MPTSのシリカ表面への化学吸着挙動に及ぼす影響
   3.2 熱処理がレジンの接着耐水性に及ぼす影響

第19章 クレイのシランカップリング剤処理方法/効果とナノコンポジット材料への応用 【鬼形正伸】
                                                                11頁
  1. 層状粘土鉱物モンモリロナイト
   1. 1 結晶構造と特徴
   1. 2 シラン処理モンモリロナイトの生成と特徴
   1. 3 シラン処理モンモリロナイトの水分散液の会合構造
  2. 有機ベントナイト
   2. 1 有機ベントナイトの特徴
   2. 2 有機ベントナイトを用いたナノコンポジット材料の特徴
   2. 3 シラン処理有機ベントナイトの生成と特徴
   2. 4 シラン処理有機ベントナイトのナノコンポジット材料への応用

第20章 耐熱性シランカップリング剤と応用 【飯田和生】 7頁
  1. シリコーン鎖のカップリング剤としての応用
   1.1 ガラス−ポリアミドイミド複合体
   1.2 ガラス−エポキシ複合体
  2. 芳香族からなるカップリング剤

第21章 含フッ素シランカップリング剤と応用 【川瀬徳三】 16頁
  1. 含フッ素シランカップリング剤の合成
   1.1 1鎖型含フッ素シランカップリング剤の合成
    1.1.1 1鎖モノマー型のシランカップリング剤の合成
    1.1.2 芳香環を持つメトキシ型シランカップリング剤
    1.1.3 1鎖オリゴマー型のシランカップリング剤の合成
   1.2 2鎖型含フッ素シランカップリング剤の合成
    1.2.1 2鎖モノマー型の含フッ素シランカップリング剤の合成
    1.2.2 2鎖オリゴマー型のシランカップリング剤の合成
  2.  含フッ素シランカップリング剤を用いた材料表面の改質
   2.1 ガラスの改質
    2.1.1 処理条件
    2.1.2 改質ガラスの表面改質層の構造
    2.1.3 改質ガラス表面の耐酸化性、耐酸性
   2.2 金属の表面改質
   2.3 高分子の表面改質
    2.2.1 セルロースの表面改質
    2.2.2 ポリエステルの表面改質
  3. 歯科材料の表面政質
  4. 機能性シランカップリング剤
   4.1 FLIP-FLOP機能を持つオリゴマー型シランカップリング剤
   4.2 抗菌性シランカップリング剤

第22章 感光性シランカップリング剤と応用 【多賀谷基博,中川 勝】 7頁
  1. ナノ薄膜の光マイクロ加工
   1.1 照射波長170~254 nm領域での光加工
   1.2 波長領域254~400 nm領域での光加工
  2. ナノ薄膜の光パターンを利用した材料集積

第23章 クロムフリー皮膜への応用 【平松 実】 7頁
 1. シランカップリング剤を利用したクロムフリー化成処理皮膜開発の考え方
 2. 各種金属の塗膜接着性に及ぼすシランカップリング処理
 3. 亜鉛系めっきの耐食性に及ぼすシリカ共析とシランカップリング処理

第24章 有機/無機ハイブリッド材料への応用 【越智光一】 9頁
 1. アルコキサイドモノマーのゾル-ゲル反応からのハイブリッド材料
 2. アルコキサイドオリゴマーからのハイブリッド材料