Creation of water-resistant silane coupling agent and application to composite materials

本研究テーマである耐水性を有するシランカップリング剤の創製と複合材料への応用にあたり，2022年度は以下の研究内容とした．その結果を以下に示す．１．新規シランカップリング剤の合成；フルオロアルキル基とベンゼン環を含有した新規シランカップリング剤の合成を行った．２．新規シランカップリング剤合成の確認；合成した新規シランカップリング剤が目的物であるかを，NMRとFT-IRにて同定，確認した．また，収率，沸点，および性状も確認した．３．試作セラミックス・プライマーの接着性および耐水性の評価；合成した各新規シランカップリング剤を用いてガラス表面を処理し，レジンとの引張接着試験を行い，新規シランカップリング剤の接着性および180日水中保管までの耐水性を3-MPS（γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン）処理と比較した．その結果，初期接着性と比べて有意な低下が認められず，3-MPSよりも有意に耐水性を有することを確認した．また，初期接着強度も有意に高い値となった．４．試作ナノハイブリッドコンポジットレジンの製作；ベースレジンにBis-GMAとTEGDMA（3G）を混合したモノマーを使用し，各シラン処理されたシリカフィラーを70wt%含有した試作の光重合型コンポジットレジンを作製した．５．試作ナノハイブリッドコンポジットレジンの物性の評価；試作したコンポジットレジンの直接引張試験と曲げ試験を行い，初期強度を3-MPS処理と比較して有意差がないことを確認した．また，表面硬さを測定した結果，3-MPSよりも有意に高い値であった．現在のところ，試作したシランカップリング剤の耐水性効果は有効であると示唆される．

本研究テーマである耐水性を有するシランカップリング剤の創製と複合材料への応用にあたり，2022年度は以下の研究内容とした．その結果を以下に示す．１．新規シランカップリング剤の合成；フルオロアルキル基とベンゼン環を含有した新規シランカップリング剤の合成を行った．２．新規シランカップリング剤合成の確認；合成した新規シランカップリング剤が目的物であるかを，NMRとFT-IRにて同定，確認した．また，収率，沸点，および性状も確認した．３．試作セラミックス・プライマーの接着性および耐水性の評価；合成した各新規シランカップリング剤を用いてガラス表面を処理し，レジンとの引張接着試験を行い，新規シランカップリング剤の接着性および180日水中保管までの耐水性を3-MPS（γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン）処理と比較した．その結果，初期接着性と比べて有意な低下が認められず，3-MPSよりも有意に耐水性を有することを確認した．また，初期接着強度も有意に高い値となった．４．試作ナノハイブリッドコンポジットレジンの製作；ベースレジンにBis-GMAとTEGDMA（3G）を混合したモノマーを使用し，各シラン処理されたシリカフィラーを70wt%含有した試作の光重合型コンポジットレジンを作製した．５．試作ナノハイブリッドコンポジットレジンの物性の評価；試作したコンポジットレジンの直接引張試験と曲げ試験を行い，初期強度を3-MPS処理と比較して有意差がないことを確認した．また，表面硬さを測定した結果，3-MPSよりも有意に高い値であった．現在のところ，試作したシランカップリング剤の耐水性効果は有効であると示唆される．