高温高圧下での天然及び合成高分子複合化材料の構造と熱物性との相関

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650820
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 塚田 隆夫 東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (10171969)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宝沢 光紀 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (70005338)
• Keywords: 天然高分子 / 合成高分子 / 複合化材料 / 熱伝導率 / 細線加熱比較法 / 圧力

Research Abstract

増々深刻化するプラスチック廃棄物の問題を解決する一方策として、自然分解性等の機能を有する高分子材料の利用が検討されている。このような高分子材料の製造プロセスの具現化及び最適化のためには、まず熱物性値等の基礎的データの蓄積が必要となる。このような背景のもと、本研究では上記機能を有する天然及び合成高分子複合化材料の熱物性値、特に熱伝導率を広範な条件下で測定すると共に、材料の構造と熱伝導率との相関を明らかにすることを目的とする。
本年度は、以上の目的を達成するために、以下の点について検討した。
1)熱伝導率測定装置の製作
細線加熱比較法に基づく高分子材料の熱伝導率測定装置を製作した。ここで、上記高分子材料の製造法としては、従来の石油系プラスチックの場合と同様にエクストル-ダを適用することが予想されるので、高温(〜200℃)、高圧(〜20MPa)条件下で使用できるよう測定セルを試作した。
2)天然高分子の熱伝導率測定
天然及び合成高分子複合化材料を測定対象とする前段階として、天然高分子であるデンプンゲルの加熱、加圧時における熱伝導率の測定を1)の装置を使用し行った。結果として、温度、含水率の増加と共に熱伝導率は増加した。また、圧力依存性に関しては、1MPaまでは圧力の増加と共に熱伝導率は増加するが、それ以上ではほぼ一定値を示した。この圧力依存性は、試料中に含まれる微細空気泡によるものであり、高圧下で一定値を示すのは気泡が圧縮され消滅するためと考えられる。
今後は、本測定装置を複合化材料の熱伝導率測定に適用する予定である。