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シルセスキオキサン材料の最新技術と応用    
Recent Advancement in Silsesquioxane Materials and Novel Applications
[コードNo.2013T929]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 伊藤真樹
■体裁/ B5判 278ページ
■発行/ 2013年12月26日 (株)シーエムシー出版
■定価/ 73,440円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-0930-9

 
★シルセスキオキサンの基礎(分子設計、構造制御)から機能性の展開、さらに最新の応用開発の動向を網羅!
  前書(2007年)発行から6年の発展・成果を詳述!
★シルセスキオキサン材料研究の最前線にたつ37名の執筆陣!

キーワード

シルセスキオキサン / ポリシルセスキオキサン / シリコーン / ポリシロキサン / シリコーンオイル / シリコーンゴム / シリコーンレジン / T単位 / D単位 / Q単位 / かご型構造 / ラダー構造 / メソ構造体 / 元素ブロック高分子材料 / 有機-無機ハイブリッド材料 / メソポーラスシリカ

刊行にあたって

 シリコーンあるいはポリシロキサンはM(R3SiO1/2)、D(R2SiO2/2)、T(RSiO3/2)、Q(SiO4/2)の4つの構造単位の組み合わせにより成り立っている。70年の歴史を持つシリコーン工業における製品は、D単位を主成分とする直鎖高分子、中でもポリジメチルシロキサンを用いたオイルやゴムが主である。直鎖高分子の特性が平均分子量と分子量分布によって規定できるのに対し、TやQ単位を主たる成分とするシリコーンレジンは、ゴムよりも硬い材料を与えるとともに、種々の三次元構造の構築により、多彩な構造・物性を与える可能性を持っている。これは、シリコーンレジンのうちT単位のみからなるシルセスキオキサンにおいて、構造が特定されたかご型分子が存在することを反映している。シルセスキオキサンは、バルク材料としての物性だけではなく、かご型構造であることによる特性の発現、有機-無機ハイブリッド材料等のナノビルディングブロックとしても注目されている。このような背景で2007年に4編25章からなり36人の著者による「シルセスキオキサン材料の化学と応用展開」を発行した。本書は、好評を博したこの第1版から6年経ち、その内容のその後の発展、あるいは新しい内容を追加して、シルセスキオキサン材料の機能性や応用により焦点を当てて編集した。今回は3編26章からなる。第I編には基礎的内容、第II編には機能性を持たせたシルセスキオキサン、さらに第III編ではそのような機能を用いた最新の応用をまとめた。基礎的内容としてはかご型分子の水素包摂に関するシミュレーション、特定の構造の分子の合成から細孔を制御した構造体の合成など、機能性としては、官能基を持ったかご型またはポリシルセスキオキサン、微粒子、あるいは細孔構造体の種々の物性や光、電気、刺激応答性、触媒などの機能を解説、さらに応用編ではそのような機能を用いた電子、光学あるいは表面機能材料等への応用を掲載した。これらの編構成については、それぞれの章についてどのカテゴリーに分類するべきか明確に区別できない場合があることをご了解いただきたい。本書はシルセスキオキサンの最新の化学、技術、機能、応用をカバーしようとするものであり、広い意味でのシリコーンレジン材料としても新しい可能性、方向性を示すことができると考える。

(本書「はじめに」より)

著者一覧

伊藤真樹Dow Corning(東レ・ダウコーニング(株))
工藤貴子群馬大学
海野雅史群馬大学
金子芳郎鹿児島大学
下嶋敦早稲田大学
黒田一幸早稲田大学
金森主祥京都大学
中西和樹京都大学
郡司天博東京理科大学
塚田学東京理科大学
大場智之JNC石油化学(株)
樫尾幹広リンテック(株)
守谷治防衛大学校
森秀晴山形大学
田邊真東京工業大学
小坂田耕太郎東京工業大学
今栄一郎広島大学
田中一生京都大学
中條善樹京都大学
中建介京都工芸繊維大学
後藤康友(株)豊田中央研究所
前川佳史(株)豊田中央研究所
稲垣伸二(株)豊田中央研究所
保田直紀三菱電機(株)
河村剛豊橋技術科学大学
松田厚範豊橋技術科学大学
松井真二兵庫県立大学
松川公洋(地独)大阪市立工業研究所
冨木政宏静岡大学
辻村豊ナガセケムテックス(株)
福田猛荒川化学工業(株)
北村昭憲東亞合成(株)
鈴木浩東亞合成(株)
青木隆一大日本塗料(株)
畠山忠大日本塗料(株)
山廣幹夫JNC(株)
山本育男ダイキン工業(株)

構成および内容

【第I編 基礎化学、 分子設計と構造制御】

第1章総論   (伊藤真樹)
1はじめに
2シルセスキオキサン類の一般的な合成法
3ポリシルセスキオキサンの合成と特徴
4かご型シルセスキオキサンの合成と特徴
5おわりに
第2章かご型シルセスキオキサンの水素分子包摂反応に関する量子化学計算   (工藤貴子)
1はじめに
2水素分子挿入反応
2.1Tn (n=6,8,10, 12)の反応
2.2ケイ素上の置換基効果
2.3かごの大きさの影響
2.4骨格元素置換類縁体
3おわりに
第3章かご型および精密合成ラダーシルセスキオキサン   (海野雅史)
1はじめに
2かご型シルセスキオキサン
2.1一般的合成法
2.2かご型オクタシルセスキオキサンの新しい合成法
2.3かご型ヘキサシルセスキオキサン
2.4より大きなかご型シルセスキオキサン
3はしご型シルセスキオキサン
3.1ラダーシロキサンの最近の合成
3.2反応性置換基を有するラダーシロキサンの合成
4環状シラノールの最近の合成
5まとめと今後の展望
第4章規則的な分子構造およびナノ構造を有するイオン性ポリシルセスキオキサンの合成と機能化   (金子芳郎)
1はじめに
2ヘキサゴナル相に積層するカチオン性ラダー状PSQの合成
3ヘキサゴナル相に積層するアニオン性ラダー状PSQの合成
4カチオン性ラダー状PSQとかご状オリゴSQの選択的合成
5SQ構造を有するイオン液体の合成
6カチオン性ラダー状PSQを用いるハイブリッド化
6.1ラダー状PSQによる多層カーボンナノチューブの分散
6.2キラル基含有ラダー状PSQの創製と色素分子へのキラリティー誘起
7おわりに
第5章自己組織化によるメソ構造制御   (下嶋敦、 黒田一幸)
1はじめに
2層状メソ構造体の合成
2.1R-Si(OR’)3系
2.2(R’O)3-R-Si(OR’)3系
3有機基の多様化による機能性付与
4構造、形態の多様化
4.1ベシクル型シルセスキオキサンの形成
4.2不斉炭素の導入によるらせん状ファイバーの形成
4.3充填パラメータの制御によるメソ構造制御
5おわりに
第6章細孔構造を精密に制御した有機修飾シルセスキオキサン塊状材料   (金森主祥、 中西和樹)
1はじめに
2有機修飾アルコキシシランからの塊状多孔性ゲル形成
33官能性アルコキシシランから得られる多孔性材料
3.1ハイドロゲンシルセスキオキサン(HSQ)
3.2メチルシルセスキオキサン(MSQ)
3.3ビニルシルセスキオキサン(VSQ)
4おわりに

【第II編 機能性を持たせたシルセスキオキサン・ハイブリッド】

第1章エトキシシリル基を側鎖とするポリシルセスキオキサンの合成と性質   (郡司天博、 塚田学)
1緒言
2実験
2.1試薬
2.24-(2-メチル-2-プロペノキシ)ベンゼンスルホン酸ナトリウムの合成
2.34-(2-メチル-2-プロペノキシ)ベンゼンスルホン酸塩化物の合成
2.44-(2-メチル-3-トリクロロシリルプロピル)ベンゼンスルホン酸塩化物の合成
2.54-(2-メチル-3-トリエトキシプロピル)ベンゼンスルホン酸エチル(STES)の合成
2.6ポリ(3-(4-エトキシスルホニルフェノキシ)-2-メチルプロピル)シルセスキオキサン(SPES)の合成
2.7自立膜の調製
2.8測定
3結果と考察
3.1SPESの合成
3.2SPES自立膜の調製結果
4まとめ
第2章ダブルデッカー型フェニルシルセスキオキサン   (大場智之)
1はじめに
2反応性有機官能基変性DD-PSQ
3エポキシ変性シルセスキオキサン
4エポキシ変性DD-PSQの製造方法
5エポキシ変性ダブルデッカー型シルセスキオキサンの特性
5.1熱分解測定
5.2グリシジル変性DD-PSQ
5.2.1引張り試験
5.2.2耐熱性
5.3脂環式エポキシ変性シルセスキオキサン
5.3.1光学特性の評価
5.3.2熱特性の評価
5.3.3電気特性の評価
6おわりに
第3章機能性材料としてのグラフト化ポリシルセスキオキサン   (樫尾幹広、 守谷治)
1緒言
2粘接着材料への応用
3温度応答性材料への応用
4おわりに
第4章シルセスキオキサン微粒子の機能化とその応用   (森秀晴)
1はじめに
2水溶性シルセスキオキサン微粒子の合成
3共縮合反応による水溶性シルセスキオキサン微粒子の合成
4アミノ酸系ポリマーを基盤とした刺激応答性有機・無機ハイブリッド
5高屈折率材料としての硫黄含有シルセスキオキサン微粒子
6低屈折率材料としてのフッ素含有シルセスキオキサン微粒子
7両親媒性シルセスキオキサン微粒子の合成と自己支持膜の形成
8おわりに
第5章シルセスキオキサンを配位子とする遷移金属錯体の合成と性質   (田邊真、 小坂田耕太郎)
1はじめに
2ケイ素を配位原子とする遷移金属シルセスキオキサン錯体の合成
3遷移金属-酸素原子の結合形成と性質
4酸素を配位原子とする前周期遷移金属シルセスキオキサン錯体
5酸素を配位原子とする後周期遷移金属シルセスキオキサン錯体
6おわりに
第6章光・電子機能性シルセスキオキサン   (今栄一郎)
1はじめに
2ビオロゲンを含むPSQのエレクトロクロミック材料への応用
3オリゴチオフェンを含むPSQの透明導電膜への応用 )
3.1構造制御したオリゴチオフェン
3.2オリゴチオフェンを含むトリアルコキシシランモノマーの合成
3.3オリゴチオフェン含有PSQの合成と基板への固定化
3.4電気化学的性質
3.5光学的性質
3.6電気的性質
4関連研究
4.1導電性高分子とシリカの複合化
4.2カルバゾールを有する籠状シルセスキオキサン
4.3脱水素重縮合を用いたポリシルセスキオキサンの合成
第7章シルセスキオキサンを用いた元素ブロック高分子材料   (田中一生、 中條善樹)
1はじめに
2機能性元素ブロックを含む有機-無機ハイブリッド材料
2.1複数の発光性元素ブロックによる白色発光材料
2.2イオン液体によるマイクロ波の熱変換特性を利用した発光性ハイブリッド作成
3POSSを基盤とした元素ブロック材料の開発
3.1POSSの特徴
3.2高分子の耐熱・機械的特性向上
3.3屈折率制御
3.4POSSイオン液体
3.5イオン液体の熱物性制御のためのPOSSフィラー
4生体材料設計における機能性元素ブロックとしてのPOSS
4.1POSS核デンドリマーによる選択的分子内包技術の開発
4.2高フッ素化POSSを元素ブロックとした機能性MRプローブ開発
5おわりに
第8章単一成分かご型シルセスキオキサンハイブリッド   (中建介)
1はじめに
2ダンベル型またはスター型POSS化合物
3かご型シルセスキオキサン(POSS)核デンドリマー
4POSS核デンドリマー材料
5さいごに
第9章メソポーラス有機シリカ   (後藤康友、 前川佳史、 稲垣伸二)
1はじめに
2PMOの合成と機能
2.1合成法
2.2PMOの機能拡張
3PMOの応用
3.1光捕集アンテナ機能
3.2人工光合成型光触媒
3.3多色発光材料
3.4分子触媒担体
3.5ドラッグデリバリーシステム(DDS)

【第III編 シルセスキオキサンの応用】

第1章シルセスキオキサン系絶縁膜材料   (保田直紀)
1はじめに
2ポリオルガノシルセスキオキサン
3ポリフェニルシルセスキオキサンの絶縁膜材料への用途展開
4梯子状ポリフェニルシルセスキオキサンの合成
5梯子状ポリフェニルシルセスキオキサンの諸特性
5.1耐熱特性
5.2ガラス転移温度
5.3残留応力特性
5.4脱ガス特性
5.5絶縁特性
5.6接着特性
5.7絶縁膜材料としての特性比較
6今後の応用展開
第2章マイクロ・ナノパターニングとホログラム形成   (河村剛、 松田厚範)
1はじめに
2インプリント加工
3フォトリソグラフィー加工
4干渉露光法とホログラム形成
5まとめ
第3章室温ナノインプリント   (松井真二)
1はじめに
2ハードモールドを用いた室温ナノインプリント
3PDMSソフトモールドを用いた室温ナノインプリント
第4章ポリメチルシルセスキオキサンによる有機TFTゲート絶縁膜   (松川公洋)
1はじめに
2ゲート絶縁膜の要求特性
3ポリメチルシルセスキオキサン(PMSQ)の合成と特性
4PMSQのゲート絶縁膜材料への応用
5PMSQゲート絶縁膜への機能付与
5.1PMSQ薄膜表面の疎水化
5.2PMSQの高誘電率化
6おわりに
第5章ポリシルセスキオキサンの光学素子への応用   (冨木政宏)
1研究の背景
2有機修飾シリカ膜の作製と疎水性
3低損失スラブ型光導波路
4チャネル型光導波路
5まとめ
第6章シルセスキオキサンを用いた透明封止材   (辻村豊)
1はじめに
2シルセスキオキサンを骨格とするエポキシ樹脂の合成
3シルセスキオキサン骨格エポキシ樹脂の硬化物
4シルセスキオキサン骨格エポキシ樹脂の改良
5SQ-OSi-EPの硬化物
6異なる置換基の導入
7硫黄バリア性
8おわりに
第7章チオール系シルセスキオキサンの特性と応用   (福田猛)
1チオール基が導入されたシルセスキオキサン類について
2チオール基の反応性について
3チオールSQを用いた有機・無機ハイブリッド硬化物の特性
4チオールSQを用いた有機・無機ハイブリッド材料の各用途への応用
5まとめ
第8章光硬化型シルセスキオキサン誘導体のコーティング材料としての応用   (北村昭憲、 鈴木浩)
1はじめに
2光硬化型SQ シリーズ
3ラジカル重合型(M)AC-SQシリーズ
4耐擦傷性および耐摩耗性を向上させたHD(ハードコート)グレード
5宇宙機用保護コーティング剤への応用
6おわりに
第9章ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するUV光の影響   (青木隆一、 畠山忠)
1はじめに
2ポリシロキサン樹脂の合成
3ポリシロキサン自己支持膜
4各種ポリシロキサン自己支持膜への高圧UV照射時間とクラック発生
5高圧UV照射試験前後での構造変化
5.1ATR-FTIR測定結果
5.229Si {1H}交差分極/マジック角回転核磁気共鳴(CP/MAS NMR)スペクトル測定結果
5.3示差熱-重量分析(DTA-TG)測定結果
6まとめ
第10章フッ素化シルセスキオキサン含有ハイブリッド高分子の合成と高耐久性ハードコートフィルムの開発   (山廣幹夫)
1はじめに
2パーフルオロアルキルシルセスキオキサンの合成
3ラジカル重合によるパーフルオロアルキルシルセスキオキサン含有高分子の合成
4有機-無機ハイブリッドコーティング薄膜の調製と表面特性解析
5高耐久性ハードコートフィルムの開発
6おわりに
第11章含フッ素シルセスキオキサン化合物とその応用例   (山本育男)
1はじめに
2含フッ素シルセスキオキサン化合物の狙い
3含フッ素シルセスキオキサン
3.1含フッ素シルセスキオキサンモノマーの合成
3.2含フッ素シルセスキオキサンモノマーの構造決定
3.3含フッ素シルセスキオキサンポリマーの合成
3.4含フッ素シルセスキオキサンポリマーの構造決定
4含フッ素シルセスキオキサン化合物の表面特性
4.1静的接触角
4.2布の撥水撥油性
4.3分子鎖凝集構造との関係
5おわりに



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