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【Live配信・WEBセミナー】
有機無機ハイブリット複合材料の設計、
合成・構造解析および応用展開


■日時:2020年11月30日(月) 10:30〜16:30

■会場:※会社やご自宅のパソコンで視聴可能な講座です
※ お申込み時に送られるWEBセミナー利用規約・マニュアルを必ず、ご確認ください。

■定員:30名

■受講料:【1名の場合 価格】44,000円(税込、資料費用を含む)
 ※複数でのご参加を希望される場合、お申込み追加1名ごとに¥11,000加算となります

■主催:(株)AndTech

■講師:
 FAM テクノリサーチ 代表 博士 (工学) 山田 保治 氏

■講演主旨:
 有機材料(樹脂)に無機材料を複合化した有機-無機複合材料は古くから知られており、
多種多様な分野で使用されてきた。近年、新規材料として注目され盛んに開発研究されて
いる有機-無機複合材料は、無機材料を分子(ナノ)レベルで樹脂中に分散させたナノ
コンポジット/ナノハイブリッドである。この新規な有機-無機複合材料は1990年初めに
開発され、高性能・高機能な成形材料、塗料やコーティング剤として実用化されている。
第一講では、ナノコンポジット/ナノハイブリッドの開発の考え方、材料設計について
説明し、種々の樹脂との複合化について具体的な実例をもとに紹介する。


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【第1部】複合化技術の基礎と応用:有機-無機複合材料の材料設計、
     調製法と構造・特性解析:複合化技術の基礎と応用

【学習のねらい】
 有機材料(樹脂)に無機材料を複合化した有機-無機複合材料は古くから知られており、
多種多様な分野で使用されてきた。近年、新規材料として注目され盛んに開発研究されて
いる有機-無機複合材料は、無機材料を分子(ナノ)レベルで樹脂中に分散させたナノコン
ポジット/ナノハイブリッドである。この新規な有機-無機複合材料は1990年初めに開発され、
高性能・高機能な成形材料、塗料やコーティング剤として実用化されている。第一講では、
ナノコンポジット/ナノハイブリッドの開発の考え方、材料設計について説明し、種々の
樹脂との複合化について具体的な実例をもとに紹介する。

【プログラム】
1. 有機−無機複合材料の材料設計
 1-1 有機−無機複合材料(ナノコンポジット/ナノハイブリッド)の創成
 1-2 コンポジットとハイブリッドは同じ?違う?
 1-3 有機−無機複合材料の材料設計
2.有機−無機複合材料の調製法
 2-1 代表的な複合化技術
 (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)
 2-2 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
 2-3 各種有機-無機複合材料の調製例と特性
 (1)汎用(熱可塑性)樹脂(PMMA、PC、PS、PLAなど) 
 (2)耐熱性・熱硬化性樹脂(PI、エポキシ樹脂など)
3 有機−無機ハイブリッド材料の構造・特性解析
 3-1 構造分析:FT-IR、29SiNMR、XPS、表面積・細孔測定
 3-2 特性分析:熱分析(TG-TDA、DSC)、力学測定(引張試験)、DMA(動的粘弾性)、
    透明性(VIS-UV)、表面硬度
 3-3 形態(モルホロジー)観察:SEM、TEM、AFM  

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【第2部】有機-無機複合材料における無機材料の凝集・分散性制御と諸特性の向上:
     如何に分子(ナノ)レベルの複合材料を創製するか?

【学習のねらい】
 分子(ナノ)レベルの無機材料は凝集力が強く、単純に有機材料と混合するだけでは粒子
凝集が起こり、有機材料中に均一に分散させることが困難である。透明で高性能・高機能な
複合(ハイブリッド)材料を調製するためには無機材料の凝集・分散性を制御する必要が
ある。第二講では、有機、無機材料界面の制御法と複合材料の諸特性の向上について解説する。

【プログラム】
1 無機材料の凝集・分散性制御法
 1-1 分子(ナノ)レベルの有機-無機複合材料の界面制御―なぜ界面の制御が必要かつ
    有効なのか?
 1-2 界面制御方法
  (1)表面処理剤(物理修飾と化学修飾)、(2)界面活性剤、(3)分散剤、
  (4)シランカップリング剤
2. シランカップリング剤の概要
 2-1 シランカップリング剤とは
 2-2 シランカップリング剤の種類と化学構造
 2-3 シランカップリング剤の機能
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の反応、反応制御、作用機構および界面構造の制御
 4-1 シランカップリング剤の反応
 4-2 加水分解・縮合反応と反応機構
 4-3 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

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【第3部】無機材料表面処理、界面・表面の分析と有機-無機ハイブリッド材料の応用

【学習のねらい】
新規な有機-無機ハイブリッド材料の開発においては、無機材料表面、有機-無機材料界面の
分析やハイブリッド材料の特性評価が重要である。第三項では、ハイブリッド材料調製に
おけるナノ粒子の調製法、粒径制御、シランカップリング剤による表面処理例とハイブリッド
材料の応用について解説する。

【プログラム】
1. ナノ粒子の調製法と粒径制御
 1-1 ナノ粒子の調製法
 1-2 シリカの合成法、種類、構造と粒径制御
 (1)気相法、(2)液相法、(3)Stober法
 1-3 シリカの表面構造と反応性
2. 無機材料表面への修飾反応と反応機構
 2-1 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
 2-2 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による表面修飾・改質技術
 3-1 表面処理法(a)固相法、(b)溶液法、(c)気相法
 3-2 シルセスキオキサン粒子の調製
 3-3 ラダー型ポリシルセオキサンの調製
 3-4 シランカップリング剤による表面修飾処理例
 (1)ナノ粒子、(2)ガラス板、(3)シリコンウェハー、(4)ステンレススチール
4. 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
 4-1 シランカップリング剤の反応解析、被覆率解析方法
 4-2 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))
5. 有機-無機ハイブリッド材料の応用
 5-1 塗料・コーティング剤への応用
 5-2 気体分離膜への応用
 5-3 高機能材料への応用

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