HF/BF_3触媒を使用した新規炭素質液晶の合成と機能制御に関する研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02453087
• Research Institution: Institute of Advanced Material Study, Kyushu University
• Principal Investigator: 持田 勲 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (20037758)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河野 静夫 九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (10038581) ; 坂西 欣也 九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (60183365) ; 光来 要三 九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (50122693) ; 藤津 博 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (00038605)
• Keywords: 炭素質液晶 / HF / BF_3 / ナフタレン / メチルナフタレン / ピッチ系炭素繊維 / 炭素材料 / 炭素複合材 / メソフェ-ズピッチ

Research Abstract

本年度はメチルナフタレンからHF/BF_3を触媒として使って製造した2種類のメソフェ-ズピッチを用いて薄膜炭素の製造を試みた。メチルナフタレン(MNA)及びナフタレン系(NA)メソフェ-ズピッチいずれからも炭素テ-プが製造できたが、同じ溶融粘度で紡糸した場合、MNRはより薄いテ-プを与えた。紡糸温度及び不融化条件による繊維断面の形態変化は、紡糸温度が低い程、不融化時延伸荷重が重い程製造した製造テ-プの幅と厚さの比は大きくなり、260℃で紡糸し、20g/denの延伸荷重をかけ製造したテ-プはW/Tが6.9を示し、紡糸ノズルの幅と厚さの比7とほぼ同じ寸法比を持つテ-プの製造ができた。高倍率SEM像から炭素テ-プの組織はSkin部分はradialをCore部分はrandomを呈し、全体的にradialーrandomの二重組織を示した。従来報告されている点対称性は認められない。配向度は同じピッチを使って同一温度で紡糸して製造した円形繊維に比べて約2%炭素テ-プの方が高い。炭素テ-プの間を比較すると不融化時の延伸荷重が大きい程、配向度が高くなった。このようにHF/BF_3触媒を使用して調整したメソフェ-ズピッチから厚さ1.6μmの超薄膜炭素(黒鉛)テ-プを溶融紡糸、延伸不融化、炭化(黒鉛化)によって連続製造することができた。テ-プの厚さはメソフェ-ズピッチの種類、紡糸温度、不融化条件に依存することがわかった。前二者の因子は紡糸ノズルの口金を通過した直後の形状、緩和、並びに巻取り延伸率を支配することが必要で高粘度の低温紡糸、ノズル出口での急速冷却が望ましいことも明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 持田 勲: "ピッチ混合によるメソフェ-ズピッチ繊維の不融化促進" 炭素. No.149. 191-196 (1991)
• [Publications] Isao Mochida: "Mesophase pitch prepared from methylnaphthalene by the of HF/BF_3" Carbon. 29. 561-567 (1991)
• [Publications] Isao Mochida: "Mesophase pitch catalytically prepared from anthracene with HF/BF_3" Carbon. 30. 55-61 (1992)
• [Publications] Isao Mochida: "Control of transuersial texture in circular mesophase pitch based carbon fiber using nom‐circular spinning nozzled" Journal of Materials Science.
• [Publications] Isao Mochida: "Preparation of mesophase pitch‐based thin carbon tape" Chemistry Letters.
• [Publications] Isao Mochida: "Preparation and structure of mesophase pitch‐based thin carbon tape" Journal of Materials Science.