Study on Electrical Conductivity of PLA Nano-composites Reinforced with Carbon Black

• Project/Area Number: 18510086
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Environmental technology/Environmental materials
• Research Institution: Kurashiki University of Science and the Arts
• Principal Investigator: OKADA Kenji Kurashiki University of Science and the Arts, 生命科学部, 教授 (00144882)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,730,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2008: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2007: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: 循環再生材料設計 / ポリ乳酸 / 導電性プラスチック / ナノコンポジット / 環境材料 / 循環再生材料 / ナノ材料 / 導電性プラスチッ

Research Abstract

本研究は、溶融混練法における導電性PLAナノコンポジット材料の開発に関して炭素系導電性フィラーの分散状態と導電性の関係を実験的に調べた。導電性フィラーには粒状タイプのケッチェンブラックKB(1次粒子径=3.4nm)と繊維状タイプのVGCF(繊維径=100nm)の2種類を使用した。KB及びVGCFともに導電性発現にはフィラー濃度の閾値があり、閾値濃度は体積分率で約1%の値を示した。フィラー濃度と導電性の関係は、パーコレーション理論に基づくスケーリング則が適用できた。コンポジットの導電性と動的弾性率には良い相関性があり、動的弾性率はコンポジットの導電性ネットワーク形成の一つの指標と見なせる。また成形時に形成されるコンポジット表面の樹脂層(スキン層)を防止するにはPLAに親和性のある樹脂(PLAエステル共重合体)を25部添加することでスキン層形成は大幅に抑制できた。これによりコンポジットの衝撃強度も改善できることなどを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Properties of PLA Nanocomposite which filled electroconductive carbon black (2007)
  • Author(s): 岡田賢治, 上本真也, 武藤守男
  • Journal Title: Proc.The 23rd Annual Meeting of Polymer Processing (印刷中)
• [Journal Article] 導電性フィラーを充填したPLAナノコンポジットの材料特性 (2006)
  • Author(s): 岡田賢治, 上本真也
  • Journal Title: 化学工学会第72年会講演要旨集
  • NAID: 130004665350
• [Presentation] Properties of PLA Nanocomposite Which Filled Electroconductive Carbon Black (2007)
  • Author(s): 岡田 賢治、上本 真也、武藤 守男
  • Organizer: The 23rd Annual Meeting of Polymer Processing
  • Place of Presentation: Salvador,Brazil
  • Year and Date: 2007-05-31
• [Presentation] Properties of PLA Nanocomposites which filled Electroconductive Carbon Black (2007)
  • Author(s): 岡田賢治、上本信也、武藤守男
  • Organizer: The 23^<rd> Annual Meeting of Polymer Processing(P03-052、Proc.)
  • Place of Presentation: Salvador, Brazil
  • Year and Date: 2007-05-30
• [Presentation] 導電性フィラーを充填したPLAナノコンポジットの材料特性 (2007)
  • Author(s): 岡田賢治、上本信也
  • Organizer: 化学工学会第72年会(B123)
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2007-03-19
• [Book] ポリ乳酸の改質・高機能化と成形加工技術(第2章第6節導電性付与) (2007)
  • Author(s): 岡田賢治
  • Total Pages: 8
  • Publisher: 技術情報協会
• [Book] 最新 ポリ乳酸の改質・高機能化と成形加工技術(第2章第6節 導電性付与) (2007)
  • Author(s): 岡田賢治
  • Total Pages: 8
  • Publisher: 技術情報協会