1991 Fiscal Year Annual Research Report
高温・高電圧ポ-リングによるアラミド薄膜の圧電・焦電性の発現に関する研究
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02650656
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| Research Institution | Kyushu Sangyo University |
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Principal Investigator |
高柳 素夫 九州産業大学, 工学部, 教授 (40037643)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
植田 茂行 九州産業大学, 工学部, 講師 (90069576)
米光 直志 九州産業大学, 工学部, 助教授 (00069501)
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| Keywords | アラミド膜 / 圧電・焦電性 / 圧電歪係数 / ポ-リング / ガラス転移 / 動的粘弾性 / ポリシアノアリ-ルエ-テル |
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| Research Abstract |
極性の結晶構造をもつポリ(mーフェニレイソフタルアミド)(PMIA)の溶媒キャスト未延伸膜の圧電性を測定した結果、180℃で、80MV/m、30分のポ-リングにより、d_<31>=0.42pC/Nを得た。この膜を逐次熱処理し室温に戻して圧電性を測定する方法で、耐熱性を評価した結果、200℃および300℃の熱処理後、それぞれ初期の圧電性の70%、および40%を保持し、従来の高分子圧電体に比べ高い耐熱性を示すことを明らかにした。PMIAはDSC、動的粘弾性の変化の測定から、280℃にガラス転移が存在すると考えられ、耐熱性の結果から圧電性の60%は非晶部、40%は結晶部に由来すると考えた。PMIA膜はブロ-ドなX線回折強度曲線を示すことから、結晶性は低く、また熱処理による結晶化度の増加もわずかであった。従って、さらに圧電性を高めるには、分子鎖を一軸配向あるいは面配向させることにより分子鎖に垂直な双極子モ-メントの電場方向への配向度を増す必要を認めた。pー型アラミドにおいては、耐熱性はあったが、非極性の結晶構造が安定なために、ポ-リングによる極性結晶への変換が実現せず、大きい圧電率は得られなかった。別に、耐熱性があり、双極子モ-メントの大きな官能基をもつ芳香族ポリマ-について圧電性の測定を実施した。その中で、ポリシアノアリ-ルエ-テル(PCAE)の一軸延伸膜は、100℃、170MV/m、30分のポ-リングを行って、d_<31>=2.4pC/Nの値を示し、従来の高分子圧電体に匹敵する性能を得た。熱処理をして結晶性を高めると、圧電性が減少すること、圧電性がT_a=145℃で急激に減少することから、PCAEの圧電性は非晶部に由来することが分かった。また、シアノ基のIR特性吸収ピ-クのポ-リング前後の変化から、シアノ基の電場方向への配向を確認した。
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[Publications] 古賀 啓子,高柳 素夫: "導電性高分子/アラミド複合膜の特性と応用" 表面. 29. 288-296 (1991)
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[Publications] 高柳 素夫,古賀 啓子,植田 茂行: "カ-アラミド膜内でのinーsitu重合によるミクロコンポジットの生成" 高分子学会予稿集. 40. 3016-3018 (1991)
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[Publications] 古賀 啓子,植田 茂行,高柳 素夫: "カルボニル基、シアノ基を有する全芳香族ポリマ-の圧電性" 高分子学会予稿集. 40. 3760-3762 (1991)
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[Publications] 池辺 英明,古賀 啓子,植田 茂行,高柳 素夫: "ポリシアノアリ-ルエ-テル(PCAE)の圧電性" 平成3年度応用物理学会九州支部講演会予稿集. 17. 56 (1991)
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[Publications] 池辺 英明,古賀 啓子,植田 茂行,高柳 素夫: "カルボキシル基,またはシアノ基をもつ芳香族ポリマ-の圧電性の発現" 第28回化学関連支部合同九州大会予稿集. 69 (1991)
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[Publications] M.Takayanagi: "Microcomposite Formation of p-Aramid with Inorganic Glass and Conductive Polymers" Preprints of Pacific Polymer Federation:Second Pacific Polymer Conference(Nov.1991,Otsu). 1-2 (1991)
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[Publications] M.Takayanagi;K.Koga;S.Ueta: "Dynamic Mechanical and Dielectric Thermal Analysis(Special Issue of Plastics,Rubber and Composites)" Elsevier Applied Science Publishers Ltd for the Plastics and Rubber Institute, (1992)
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[Publications] M.Takayanagi(ed.Y.Imanishi): "Progress in Pacific Polymer Science(Proceeding of the Second Pacific Polymer Confrence,Nov.1991,Otsu)" Spriner Verlag, 12 (1992)
