〔平成 16 年度〕コロイダルシリカ表面の化学修飾に関する研究（新潟大学工学部）坪川紀夫（日産自動車株式会社）甲斐康朗つぎに、反応温度を変化させて、コロイダルシリカ表面のアミノ基とエポキシ樹脂との反応について検討した。その結果、エポキシ樹脂を反応さすでに我々の研究室では、シランカップリングせたコロイダルシリカのIRスペクトルには、1510 剤処理による、シリカナノ粒子表面への各種官能 cm-1のベンゼン環に由来する特性吸収が観察され、基の導入と、粒子表面へ導入した重合開始基から吸収強度は反応温度の上昇と共に大きくなり、逆の各種モノマーのグラフトについて報告してきた。にアミノ基に由来する 1580 cm-1の吸収強度が減少また、この様なシリカナノ粒子はポリマーマトリした。したがって、コロイダルシリカ表面に導入ックス中へ容易に分散することも見出した。したアミノ基とエポキシ樹脂が反応していることしかしながら、コロイダルシリカ表面へ導入しが分かった。た各種官能基のキャラクタリゼーションは十分にまた、150℃で反応させたコロイダルシリカでは、行われていない。そこで本研究では、アミノ基を 120℃で反応させたものに比べ、ベンゼン環由来の導入したコロイダルシリカ、およびビスフェノー吸収が減少し、1650 cm-1付近にカルボニルに由来ル A 型のエポキシ樹脂をグラフトしたコロイダルする吸収が観察できた。したがって、高温で反応シリカ表面の化学構造を詳細に検討した。させるとコロイダルシリカ表面へグラフトしたエポキシ樹脂末端が熱分解することが示唆された。 2. 成果の概要さらに、TG-DTAの結果より、反応温度が上昇本実験に用いたコロイダルシリカは、日産化学するにつれて、質量減少量は増加し、120℃で最大工業（株）製のMEK-ST（粒径 10〜15 nm）である。値を取った後、減少する傾向を示し、IRの結果とコロイダルシリカ表面へのアミノ基の導入は、コよく一致していた。また、同様の結果が29Si-NMR、 13 ロイダルシリカをトルエン溶媒中、シランカップ C-NMRの解析からも得られた。リング剤の 3-アミノプロピルトリメトキシシラン以上の結果から、コロイダルシリカ表面に導入（APTMS）で処理することによって行った。また、したアミノ基を介して粒子表面へエポキシ樹脂をコロイダルシリカ表面へのエポキシ樹脂のグラフグラフトできることが確認できた。トは、アミノ基を導入したコロイダルシリカを DMSOを溶媒に用いてエポキシ樹脂で処理するこ 3. まとめとにより行った(Scheme 1)。また、得られた生成物コロイダルシリカ表面へのエポキシ樹脂のグラの化学構造の解析はFT-IR、 29Si-NMR、 13C-NMR、フト化がFT-IR、29Si-NMR、13C-NMR、などのスペ及びTG-DTAを用いて行った。クトルデータやTG-DTA分析により確認できた。今コロイダルシリカをAPTMSで処理すると、粒子後は、この様なエポキシ樹脂をグラフトしたコロ表面へアミノ基が導入できることが FT-IR 、イダルシリカの各種樹脂中における分散性や硬化 29 Si-NMR、13C-NMRの解析で確認できた。物の特性について評価する予定である。 1. 研究の概要 O Me O OH + Me O Si (CH2)3 NH2 Me O O H2 O Si (CH2)3NH2 ＋ H2C CH C O O O O H2 H2 O Si (CH2)3 HN C CH C O OH O O Si (CH2)3 NH2 O CH3 C CH3 CH3 C CH3 H2 H O C C CH2 O H2 H O C C CH2 O Scheme 1 Reaction of epoxy resin with amino groups on colloidal silica