Characterization of the Organic-inorganic Hybrid Coating Surfaces Using Sum Frequency Generation Vibrational Spectroscopy

Poly(vinyl alcohol)(PVA)と poly(acrylic acid)(PAA)のブレンド高分子にゾル-ゲル法によりシリカをナノ分散させたハイブリッドコート材料について X 線光電子分光(XPS)および和周波発生分光法(SFG)を用いてその表面構造を解析した．PVA と PAA を架橋してブレンドした高分子表面は両方の高分子がバルクのモル比に従い，等しく表面に現れてくるのに対し，これにシリカをナノ分散させた場合には表面は PAA が主成分となり，シリカは表面に析出していない．これは PAA と強く結びついたシリカが膜内に均一に分散し，表面エネルギーを低下させるために最表層は PAA 主鎖が覆うためであると考えられる．また，水蒸気存在下でもその表面は変化せず，ガス透過性とハイブリッド材料の表面構造は直接の相関がないことが明らかになった．