シリカ微粒子の分散・凝集を制御するための基礎知識および表面改質手法

武井 孝　氏　(元東京都立大学　准教授　工学博士) 【専門】固体表面化学、コロイド・界面化学、固体触媒化学元東京都立大学  准教授1983年東京都立大学大学院工学研究科修士課程修了，同年日産化学工業㈱入社1987年東京都立大学工学部助手，東京都立大学大学院都市環境科学研究科准教授2023年3月東京都立大学定年退官。現在，ハルタゴールド㈱取締役，関東学院大学非常勤講師。工学博士。

コロイダルシリカや乾式微粉末シリカに代表されるシリカ微粒子は、広い分野で様々な用途に使用されている。シリカ微粒子は、比表面積が大きく、吸着剤としての利用や溶媒あるいは高分子ポリマー中へ分散させるフィラーとしての利用などには、シリカ表面や界面特性、表面改質に関する知識が必要不可欠である。セミナーでは、シリカ表面の特性とその評価、化学的表面改質の手法とその評価、微粒子の液中への分散の基礎、シリカ微粒子の液中への分散制御を解説する。

１. シリカの構造と特性・製法　1.1 シリカの構造と特性　　・シリカの基本構造　　・シリカへの水蒸気吸着　　・シリカの用途と使用形態と機能　1.2 シリカ微粒子の製法　　・Breaking-DownとBuilding-Upプロセス　　・粉砕法、気相法、液相法　　・微粒子製造法の比較２. シリカ表面の評価法　2.1 表面水酸基の性質　　・表面水酸基の生成要因　　・表面水酸基のタイプ　　・表面水酸基の４つの役割　　・加熱による表面水酸基量の変化と再水酸基化　2.2 表面水酸基の定性と定量　　・表面水酸基の評価法の概要　　・赤外吸収スペクトル法の種類　　・self-supporting法　　・拡散反射法　　・29Si固体高分解能NMR法　　・重水置換法　　・化学反応による定性・定量法３. 表面改質法とその評価　3.1 表面改質法の分類　3.2 化学的改質法　　・改質剤選択のポイント　　・気相法、液相法　　・アルコールによる改質　　・アルキルクロロシランによる改質　　・アルキルアルコキシシラン[シランカップリング剤]による改質　3.3 表面改質基の定性と定量　　・分光法、分解・燃焼法　3.4 表面エネルギーとその評価　　・表面エネルギー測定法　　・インバースガスクロマトグラフィーによる表面エネルギー評価　　・表面改質による表面エネルギーの変化４. 微粒子の分散と凝集の基礎　4.1 固液分散系における分散・凝集の支配因子　　・粒子径　　・帯電と界面活性剤・高分子の吸着　　・プロトンの授受による帯電　　・酸化物のゼータ電位と等電点　4.2 液中での粒子の帯電　　・電気二重層とDLVO理論　　・ゼータ電位におよぼす塩の影響　　・高分子吸着による分散・凝集　4.3 有機液体・ポリマー中の無機粒子分散系５. 微粒子分散系の調製と評価　5.1 シリカ/液体分散系の調製と評価法　　・液中における分散・凝集の評価法　　・分散剤として用いられる化合物の分類　　・イオン性界面活性剤の添加による凝集と分散　　・高分子の添加による凝集と分散　　・表面改質によるゼータ電位の制御　　・有機溶媒への分散と表面改質　　・分散嗜好性評価　　・浸漬熱測定による表面改質微粒子の評価　　□質疑応答□