ゾル-ゲル法による高分子フィルムへの無機-有機複合体薄膜のコーティング

溶胶-凝胶法在聚合物薄膜上涂覆无机-有机复合薄膜

• 批准号: 07750931
• 负责人: 忠永 清治
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750931/
• 关键词: ゾル-ゲル法; 無機-有機複合体; コーティング膜; ラジカル重合; 高分子フィルム; 鉛筆硬度; ダイナミック硬度; 原子間力顕微鏡

ゾル-ゲル法は、各種基板に酸化物薄膜をコーティングする非常に有効な手段であるが、コーティングを行う基板としては、ガラス、セラミックス金属など高温での熱処理に耐えられるものが使われてきており、高分子フィルムのような耐熱性の小さい基板への無機膜のコーティングの研究はほとんど行われていない。本研究ではゾル-ゲル法によって、透明高分子フィルムであるナイロン-6フィルムに柔軟性のある無機-有機複合体薄膜をコーティングすることによって、高分子および無機膜両方の特性を兼ね備えた新しい材料を開発することを目的として行ったものである。得られた成果を以下に示す。1.ビニルトリエトキシシランを原料とし、ビニル基をAIBNを開始剤としてアルゴン雰囲気下でラジカル重合させることによって、無機-有機複合体の前駆体である、ポリビニルトリエトキシシラン(PVTES)が合成できることがわかった。2.PVTESもしくはPVTES-Si(OC_2H_5)_4系を出発原料として加水分解重縮合させた溶液をコーティング溶液とすることによってナイロン-6基板およびPET基板に均一なクラックのない無機-有機複合体薄膜を形成することができた。3.得られた無機-有機複合体薄膜の鉛筆硬度測定をおこなったところ、PVTES-Si(OC_2H_5)_4系、およびPVTES単成分いずれの系においても150℃の熱処理によって9Hの硬度を示し、耐摩耗性に優れていることがわかった。また、ダイナミック硬度測定では、出発原料中のSi(OC_2H_5)_4の割合が増加するにつれて膜の微小硬度は増大した。4.原子間力顕微鏡観察により、この無機-有機複合体薄膜の表面は1nm以下の凹凸しか存在しない極めて平滑な表面を持つことがわかった。

溶胶-凝胶法是在各种基材上涂覆氧化物薄膜的非常有效的手段，但用于涂覆的基材一直是能够承受高温热处理的材料，例如玻璃、陶瓷和金属。在聚合物薄膜等低耐热基材上涂覆无机薄膜的研究很少。在这项研究中，我们采用溶胶-凝胶方法在透明聚合物尼龙6薄膜上涂覆柔性无机-有机复合薄膜，从而创造出一种兼具聚合物和无机薄膜性能的新材料。发展的目的。所得结果如下所示。 1.聚乙烯基三乙氧基硅烷(PVTES)是无机-有机复合材料的前体，可以通过以乙烯基三乙氧基硅烷为原料，以AIBN为引发剂，在氩气气氛下进行乙烯基自由基聚合来合成。 2、以PVTES或PVTES-Si(OC_2H_5)_4为起始原料水解缩聚得到的溶液作为涂布液，可以在尼龙6基材和PET上形成均匀无裂纹的无机有机复合薄膜基材能够形成。 3.所得无机-有机复合薄膜的铅笔硬度测量表明，PVTES-Si(OC_2H_5)_4体系和PVTES单组分体系在150℃热处理后均显示出9H的硬度。具有优良的耐磨性。此外，动态硬度测量表明，随着起始材料中Si(OC_2H_5)_4比例的增加，薄膜的显微硬度也随之增加。 4. 原子力显微镜显示，这种无机-有机复合薄膜的表面极其光滑，仅有小于1 nm的凹凸不平。