シランカップリング剤の使用法と確認方法

質問

スライドグラスを3-アミノプロピルトリエトキシシランを用いてシランコートをしたいのですが、アルドリッチの使用方法通りにやってみたところうまくシランコートできてないようでした。
確認方法はスライドグラスに純水を滴下して親水性になっていればシランコートされていると判断できる　であってますでしょうか。
実際に行った手順はまずスライドグラスを純水　アセトン　エタノールでそれぞれ10分間超音波洗浄し、その後　3-アミノプロピルトリエトキシシランを２ｍｌ、アセトン100mlで拡販した溶液に2分間ひたし、その後スライドグラスをエタノールで1分間超音波洗浄し　110度の真空にしたベーク炉内に3分間入れて乾燥させました。
溶液に浸す時間を1日ほどにした場合　白い沈殿物が確認できました。白い沈殿物が確認できたらシランコートがすんでいるということでしょうか？手順など間違っているところがあるでしょうか。
宜しくお願いいたします

回答No.2

ryo_ky

以前、「シランカップリング剤をスピンコートで修飾」に回答した者です。
私が昔修飾した方法で宜しければ書きます。

先ずピランハ溶液中に2時間浸漬させて、純水、メタノールで洗浄します。
乾燥させる時は窒素ガスを吹き付けて水気を飛ばすようにして速やかに乾燥させます。
シランカップリング剤のトルエン溶液中に70～90℃くらいで3時間程度浸漬させます。
洗浄はクロロホルム、水、メタノールで洗い流し、窒素ガスを吹き付けて乾燥させます。

修飾の有無についてはもし、接触角計をお持ちであれば、接触角をその都度測定すると、修飾の有無についておおよそですが、分かります。
洗浄前のガラス⇒洗浄後のガラス⇒アミノプロピル膜の順に表面が変わるので接触角は
10～20°⇒10°以下⇒30～50°
くらいで変わると思います。おそらく、アミノプロピル基が修飾されると接触角は高くなると思います。
ATR FT-IRでもうまく使えば、アミノ基の吸収（3300cm-1）が観測できるかもしれません。

白い沈殿物は先の回答者様がおっしゃるように多重に縮合したのだと思います。
エトキシシリル基が3つあるので、シランカップリング剤同士が加水分解⇒縮合を起こせば、シロキサンの重合物が生成するので。シランカップリング剤の濃度にもよりますが、質問者様の調整したシランカップリング剤溶液に水を滴下すると、同じように白色沈殿物が生成すると思います。

Langmuirという表面に関する雑誌（論文投稿）があり、よくSAMsの文献が載っているので参考になるかもしれません。

回答No.1

tir70

>確認方法はスライドグラスに純水を滴下して親水性になっていればシランコートされていると判断できる　であってますでしょうか。

アミノプロピルアルコキシシランで処理したガラスは、地肌のガラスよりも疎水的になります。清浄なガラスがとても親水的だということではありますが。意図通りの化学修飾ができたかどうかをハッキリ確認するには、SIMS測定が一番でしょう。いずれにしろ、投稿内容の手順で、物理吸着か縮合かは不明ですが、アミノシランがガラス表面に付着しているのは確かです。

むしろ、表面処理したガラスをこの後どういう目的で使うかが問題で、その手順で調製したガラスで十分な場合もあれば、そうでない場合もあります。

お示しの手順だと、おそらく、ガラス表面は、アミノシランの単層膜でなくて、重合したアミノシランの分厚い多重膜ができているような印象があります。白い沈殿物は、アミノシランが重合したものだと予想します。