2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of extremely facile method for surface modification and coating
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19K05011
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
鈴木 昇 宇都宮大学, 工学部, 教授 (40134259)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 粉体材料 / 表面改質 / シランカップリング剤 / ロータリーエバポレーター法 / 迅速簡便法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，粉体材料のカップリング剤等による迅速・簡便かつ環境に優しい表面改質技術の開発を目的としており，試料表面を単分子層で被覆（修飾）する理論改質剤量（単分子層形成量比，R=1）を用いるロータリーエバポレーター法（RE法）の有効性をさらに検討し，かつ実用化のための連続法プロセスの基礎的検討を実施した（学会発表３件）。
１．疎水性のオクタデシル基を有するトリエトキシシラン（ODTES）およびトリメトキシシラン（ODTMS）による酸化亜鉛粉体（ZnO）の処理において，その処理条件と処理後の洗浄などを詳細に検討し以下の新たな知見を得た。１）分散嗜好性試験でのアセトン水溶液濃度を細く設定し，疎水性評価の精密化を達成した。２）処理溶媒をエタノールからヘプタンなどのアルカン類にすることで，改質程度の向上を確認した。３）ヘプタン溶媒系ではR=1まで疎水性が向上した。一方R=1.2以上では疎水性が低下し，洗浄することでR=1の場合の疎水性に戻ることが認められ，2分子層形成機構を提案した。４）R>1において疎水化が顕著でない試料でも保存期間（２週間から半年程度）に応じて疎水化が進行することを発見し，被覆層のターンオーバー機構を提案した。５）エタノール溶媒系でも水を10vol%添加することで十分改質可能であった。
２．連続法表面改質の検討では，テフロンパイプを用いた管型反応器（TR）および連続槽型反応器を模索した三口フラスコを用いた擬似連続槽型反応器（CSTR）での処理を検討し，RE法と同程度の疎水化が可能であることを確認した。また，必要な滞留時間（反応時間）は極めて短時間（数分）であった。
３．シリカゲルのRE法ODTES改質では，吸着水が影響し高分子状物質が形成された。そこでシリカゲルを前乾燥し，改質膜炭素鎖長が１となるヘキサメチルジシラザンを用いることで，RE法の有効性を確認した。
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Research Products
(3 results)
